パワー半導体へのSiC炭化ケイ素の応用
過去2年間の技術製品リリースでは、「SiC炭化ケイ素」は、マグナ、ボルグワーナー、マーレ、コンチネンタルなど、すべての多国籍部品サプライヤーおよびOEMのスター製品として頻繁に言及されています。彼らは炭化ケイ素を使用したと主張した。
たとえば、今年初めにメルセデスベンツがリリースしたEQXXは、「最大出力150kWのリアアクスルモーターを搭載し、損失をさらに減らすために炭化ケイ素パワーモジュールが適用されています」と宣言しました。
将来的には自動車の電化が考えられるため、SiC炭化ケイ素パワーデバイスの需要は非常に大きい。市場調査およびコンサルティング会社であるYoleが発表した予測によると、現在から2025年まで、炭化ケイ素市場の年間成長率は30％に達し、市場規模は25億米ドルを超えるでしょう。
規模が15億ドルに達すると、炭化ケイ素デバイスを搭載した自動車が市場を支配します。
パワー半導体SiC炭化ケイ素とIGBTの大量生産は、ドイツのインフィニオンインフィニオン、NXP NXP、STMicroelectronics STM、ONSemiconductorONsemiなどのいくつかの企業に集中しています。インフィニオンには明らかな利点があります。
現在、自主的な研究開発から量産までを実現できる国内メーカーはBYDです。BYD半導体製品には、主流のIGBTや、SiC炭化ケイ素MOFESTなどのハイエンド製品が含まれ、非常に包括的な範囲をカバーしています。
BYD SemiconductorのSiC自動車用パワーモジュールは非常にコンパクトで、手のひらサイズで、出力は250KWです。自作のSiCパワー半導体により、BYD電気自動車はモーター駆動効率を大幅に向上させ、モーター駆動コントローラーの体積を60％以上削減することができました。
自動車部品で第1位のボッシュが2年前に発表したのは、SiC炭化ケイ素の重要性のためであり、今後も炭化ケイ素チップの研究開発を推進し、大量生産を実現していきます。
ボッシュの大量生産は、SiCパッケージのモジュールだけでなく、最も基本的なウェーハやチップからの大量生産でもあります。
ボッシュは2021年に、ロイトリンゲンのウェーハ工場に1,000平方メートルのクリーンルームを追加し、2023年末までに新しい3,000平方メートルのクリーンルームを建設する予定です。現在150mmのウェーハを使用しており、間もなく使用する予定です。 200mmウェーハ、単一のウェーハは、無数のマシンで数百のプロセスステップを完了するのに数か月かかる場合があります。
ボッシュは今後も炭化ケイ素パワー半導体の生産能力を拡大し、生産量を数億ドルにまで拡大する計画です。同時に、出力密度の高い第2世代の炭化ケイ素チップの開発を開始し、2022年に量産を開始する予定です。
将来的には、電気自動車の「カーブ追い越し」の夢を実現するために、重要な技術を飛躍的に進歩させる必要があります。電気自動車の場合、SiC炭化ケイ素パワーチップは私たちが最も突破する必要のある技術です。
