自動車電動化に伴うパワーデバイスの最新開発状況と今後の動向、課題

2023年、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。そして2030年代には日、米、欧、中がガソリン車の新車販売を禁止するなど、xEVはもはや大きな潮流となった感がある。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。しかしながら現状では、シリコンIGBTがxEV用途の主役に君臨しており、今後しばらくはシリコンIGBTの時代が続くともいわれている。これはとりもなおさず、SiC/GaNデバイスの性能、信頼性、さらには価格が市場の要求に十分応えられていないことによる。 　最強の競争相手であるシリコンIGBTからSiC/GaNならびに酸化ガリウムパワーデバイス開発技術の現状と今後の動向について、半導体素子や実装技術、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。

1. パワーエレクトロニクス (パワーエレクトロニクス) とはなに
   1. パワーエレクトロニクス&パワーデバイスの仕事
   2. パワー半導体の種類と基本構造
   3. パワーデバイスの適用分野
   4. 最近のトピックスから
   5. 新パワーデバイス開発の位置づけ
   6. シリコンMOSFET・IGBTの伸長
   7. 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
   1. パワーデバイス市場の現在と将来
   2. MOSFET特性改善を支える技術
   3. IGBT特性改善を支える技術
   4. IGBT薄ウェハ化の限界
   5. IGBT特性改善の次の一手
   6. 新型IGBTとして期待されるRC-IGBTとはなに
   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
   1. 半導体デバイス材料の変遷
   2. ワイドバンドギャップ半導体とは?
   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
   4. 各社はSiC-IGBTではなくSiC-MOSFETを開発する。なぜか?
   5. SiC-MOSFETのSi-IGBTに対する勝ち筋
   6. SiC-MOSFETの普及拡大のために解決すべき課題
   7. SiC MOSFETコストダウンのための技術開発
   8. 低オン抵抗化がなぜコストダウンにつながるのか
   9. SiC-MOSFET内蔵ダイオードのVf劣化とは?
   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
   1. なぜGaNパワーデバイスなのか?
   2. GaNデバイスの構造
   3. SiCとGaNデバイスの狙う市場
   4. GaNパワーデバイスはHEMT構造。その特徴は?
   5. ノーマリ-オフ・ノーマリーオン特性とはなに?
   6. GaN-HEMTのノーマリ-オフ化
   7. GaN-HEMTの課題
   8. 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
   1. 酸化ガリウムの特徴は何
   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
   1. SiC-MOSFETモジュールに求められるもの
   2. 配線のインダクタンスを低減したパッケージ
   3. 接合材について
   4. 銀または銅焼結接合技術
   5. SiC-MOSFETモジュール技術
7. まとめ
• 質疑応答