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電動化社会をさらに効率良く。半導体部品は高性能な高電圧化対応の時代へ

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2024年12月29日

　産業機器や自動車を筆頭に、世の中は今、あらゆるものが電動化への道を進んでいる。

　また、電動化と一口に言っても、単純に燃料をガソリンや軽油などから電気に置き換えれば終わる話ではない。電力駆動に向けて、パワーデバイスなど半導体部品レベルでの改良や性能の擦り合わせが必要だ。さらに、バッテリー駆動へのニーズが高まっていることや、省エネルギー化、冷却機構の簡素化や筐体小型化の観点から、より充電効率をあげて、発熱を抑え、部品を小型化できるよう、高効率駆動・高電圧化への対応が強く求められている。

　とはいえ、産業機器や自動車に搭載される半導体部品の数は半端な数ではない。一般的なガソリン車の場合、半導体部品の数は1000～1500個程度だが、電気自動車（EV）や自動運転車になると、この数が大幅に増えて3000～3500個程度になるといわれている。さらに高電圧化に際しては安全面の配慮も重要だ。例えば、車載電装部品には車載信頼性規格への準拠が求められるし、インバータやヒーター回路では、パワーデバイスに短絡時の電流遮断や高短絡耐量も有する必要がある。自動車産業では、400Vや800Vの高電圧バッテリーから48Vや12Vなどシステムを動作させるために必要な電圧まで降圧する、小型かつ高効率のパワーシステムが比較的早くから導入されているが、産業機器市場では本格的に普及するのはこれからだ。

　そんな中、日本の半導体部品メーカーのロームが、車載電動コンプレッサや産業機器インバータ等の高効率化に貢献する、1200V耐圧の高性能IGBT製品を発表した。今回発売される第4世代1200V IGBTの新製品は、ディスクリートパッケージ（TO-247-4L及びTO-247N）2種の計4機種「RGA80TRX2HR／RGA80TRX2EHR／RGA80TSX2HR／RGA80TSX2EHR」とベアチップの11機種「SG84xxWN」となり、今後さらにラインアップを拡充する予定だという。

　同社では、外周構造も含めたデバイス構造を見直すことで、1200Vの高耐圧と車載規格の信頼性を確保しながら、同社が発表した2024年11月7日時点で、業界トップクラスの短絡耐量10µsec.（Tj＝25℃時）及び低スイッチング損失特性、低導通損失特性を達成している。同社の調べでは、一般品及び従来品を3相インバータで効率比較した場合、一般品比で約24％、従来品比で約35％の損失低減を実現しているという。車載用電動コンプレッサやHVヒーター、産業分野では産業機器インバータなどのアプリケーションに向け、当面月産100万個の体制で量産し、販売を開始している。

　EV車の販売台数が世界的に失速傾向にあるといわれているが、産業分野全体でみれば、社会の電動化・電装化は失速どころか、ますます加速しており、高電圧化対応製品の需要が伸びてくることは間違いないだろう。（編集担当：今井慎太郎）

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記事提供：EconomicNews