自動車の電動化に向けた、シリコン、SiC・GaNパワーデバイス開発の最新状況と今後の動向

パワエレ・パワーデバイスの基礎、シリコン、IGBT、SiC、GaN、酸化ガリウムパワーデバイスを俯瞰的に解説!

■パワー半導体デバイス、パッケージの最新技術動向
■Si-IGBTの強み、SiC/GaNパワーデバイスの特長と課題
■パワー半導体デバイス、SiC/GaN市場予測
■シリコンIGBT、SiCデバイス実装技術。SiC/GaNデバイス特有の設計、プロセス技術

 

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Live配信:アーカイブ付き】 2025年4月30日(水)  10:30~16:30
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    セミナー趣旨

    2025年現在、世界各国は自動車の電動化(xEV)開発に向け大きく進展している。現在その進展のスピードはやや減速していると言われているが、xEV化はもはや大きな潮流となった。xEVの性能を決める基幹部品であるパワーデバイスでは、新材料SiC/GaNデバイスの普及が大いに期待されている。特にSiCデバイスはすでにxEVへの搭載も始まっており、今後はシリコンIGBTをいかに凌駕していくかに注目が集まっている。
    そこでポイントとなるのが、新材料SiCデバイスの性能、信頼性、さらには価格が市場の要求にどう応えていくかであると思われる。最強の競争相手であるシリコンIGBTからSiC/GaN開発技術の現状と今後の動向について、また最近注目され始めてきた新材料酸化ガリウムパワーデバイスの動向や実装技術、さらには市場予測を含め、わかりやすく、かつ丁寧に解説する。

    習得できる知識

    パワー半導体デバイスならびにパッケージの最新技術動向。Si-MOSFET, IGBTの強み、SiC/GaNパワーデバイスの特長と課題。パワー半導体デバイスならびにSiC/GaN市場予測。シリコンIGBT、SiCデバイス実装技術。SiC/GaNデバイス特有の設計、プロセス技術、酸化ガリウムパワーデバイス技術など。

    セミナープログラム

    1.パワーエレクトロニクス(パワエレ)とはなに
     1-1 パワエレ&パワーデバイスの仕事
     1-2 パワー半導体の種類と基本構造
     1-3 パワーデバイスの適用分野
     1-4 最近のトピックスから
     1-5 パワーデバイスのお客様は何を望んでいるのか?
     1-6 シリコンMOSFET・IGBTの伸長
     1-7 ノーマリ-オフ・ノーマリーオン特性とはなに?
     1-8 パワーデバイス開発のポイント

    2.最新シリコンパワーMOSFETとIGBTの進展と課題
     2-1 パワーデバイス市場の現在と将来
     2-2 MOSFET特性改善を支える技術
     2-3 IGBT特性改善を支える技術
     2-4 IGBT薄ウェハ化の限界
     2-5 IGBT特性改善の次の一手
     2-6 新型IGBTとして期待されるRC-IGBTとはなに
     2-7 シリコンIGBTの実装技術

    3.SiCパワーデバイスの現状と課題
     3-1 半導体デバイス材料の変遷
     3-2 ワイドバンドギャップ半導体とは?
     3-3 なぜSiCパワーデバイスが新材料パワーデバイスでトップランナなのか
     3-4 各社はSiC-IGBTではなくSiC-MOSFETを開発する。なぜか?
     3-5 SiC-MOSFETのSi-IGBTに対する勝ち筋
     3-6 SiC-MOSFETの普及拡大のために解決すべき課題
     3-7 SiC MOSFETコストダウンのための技術開発
     3-8 低オン抵抗化がなぜコストダウンにつながるのか
     3-9 SiC-MOSFET内蔵ダイオードのVf劣化とは?
     3-10 内蔵ダイオード信頼性向上技術

    4.GaNパワーデバイスの現状と課題
     4-1 なぜGaNパワーデバイスなのか?
     4-2 GaNデバイスの構造
     4-3 SiCとGaNデバイスの狙う市場
     4-4 GaNパワーデバイスはHEMT構造。その特徴は?
     4-5 GaN-HEMTのノーマリ-オフ化
     4-6 GaN-HEMTの最新技術動向(高耐圧化へ向けて)
     4-7 縦型GaNデバイスの最新動向

    5.酸化ガリウムパワーデバイスの現状
     5-1 酸化ガリウムの特徴は何
     5-2 最近の酸化ガリウムパワーデバイスの開発状況

    6.SiCパワーデバイス実装技術の進展
     6-1 SiC-MOSFETモジュールに求められるもの
     6-2 銀または銅焼結接合技術
     6-3 SiC-MOSFETモジュール技術

    7.まとめ

      □質疑応答□​

    セミナー講師

    筑波大学 数理物質系 教授 岩室 憲幸 氏

    【経歴・研究内容・専門・ご活動など】
    1984年早稲田大学理工学部卒、1998年 博士(工学)(早稲田大学)
    富士電機株式会社に入社。
    1988年から現在までパワーデバイスシミュレーション技術、IGBT、ならびにWBGデバイス研究、開発、製品化に従事
    1992年North Carolina State Univ. Visiting Scholar. MOS-gate thyristorの研究に従事
    1999年-2005年 薄ウェハ型IGBTの製品開発に従事
    2009 年5月-2013年3月 産業技術総合研究所に出向。SiC-MOSFET、SBDの研究,量産技術開発に従事。
    2013年4月- 国立大学法人 筑波大学 教授。現在に至る。
    IEEE Senior Member, 電気学会上級会員、応用物理学会会員

    【著書】
    1.「パワエレ技術者のためのSiCパワー半導体デバイス」(科学情報出版, 2024年2月)
    2.「車載機器におけるパワー半導体の設計と実装」 (科学情報出版, 2019年9月)
    3. “Springer Handbook of Semiconductor Devices” Editor M Rudan et al., Chapter “Silicon Power
      Devices 担当執筆, Springer Nature, 2023. 
    4.“Wide Bandgap Semiconductor Power Devices” Editor B.J.Baliga, Chapert 4 担当・執筆 (Elsevier, Oct. 2018)

    【監修書】
    1.「パワーエレクトロニクス技術の進展」 (㈱シーエムシー出版, 2024年9月)
    2.「次世代パワー半導体の開発・評価と実用化」(㈱エヌ・ティー・エス 2022年2月)、
    3.「次世代パワー半導体の開発動向と応用展開」(㈱シーエムシー出版, 2021年8月)

    【編集書】
    1.「世界を動かすパワー半導体 -IGBTがなければ電車も自動車も動かない-」(電気学会2008年12月 )

    【受賞】
    日経エレクトロニクス パワーエレクトロニクスアワード2020 最優秀賞 (2020年12月)
    電気学会 第23回優秀活動賞 技術報告賞 (2020年4月)
    電気学会 優秀技術活動賞 グループ著作賞(2011年)
    【専門】
    シリコン、SiCパワー半導体設計、解析技術

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