書籍

筑波大学　 数理物質系　教授　 岩室　憲幸　氏

【主旨】
　2024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。そしてxEVは、もはや大きな潮流となった。さらにAI化の流れにのってデータセンタの建設が世界各地で進んでいる。このデータセンタはその電力消費が莫大と言われており、サーバ用電源の高効率化は喫緊の課題でもある。
　これらxEV化ならびにサーバ用電源の高効率化の進展には高性能パワーデバイスが必要不可欠であり，特に新材料パワーデバイスであるSiC/GaNパワーデバイスの普及が大いに期待されている。しかし現状では、性能、信頼性、さらには価格の面で市場の要求に十分応えられていない。
　本テキストでは、SiC/GaNパワーデバイスを広く市場に普及するためのポイントは何かを主題に解説する。SiC/GaNパワーデバイスの今後について、強力なライバルであるシリコンデバイスの最新動向を見据えながら、わかりやすく解説したい。

【講演のポイント】
　自動車電動化（xEV化）の進展に向けた最新パワー半導体ならびに実装技術を、具体例を示しながら紹介し、今後シリコンならびにSiC/GaNパワー半導体技術開発の動向を中心に詳細にかつわかりやすく解説する。

【習得できる知識】
　①パワー半導体デバイスならびに実装技術全体の最新技術動向
　②シリコンパワー半導体デバイスの強み
　③SiC/GaNパワー半導体デバイスの特徴と課題
　④シリコン、SiC/GaNパワー半導体デバイス特有の設計、プロセス技術
　⑤最新実装技術の動向

【講演キーワード】
　xEV向けパワー半導体、シリコンMOSFET、シリコンIGBT、SiC/GaNパワーデバイス、実装技術

【プログラム】
1．パワーエレクトロニクス・パワー半導体デバイスとは？
　1-1　パワエレ&パワーデバイスの仕事
　1-2　パワーデバイスの種類と基本構造
　1-3　パワーデバイスの適用分野
　1-4　高周波動作のメリットは
　1-5　パワーデバイス開発のポイントは何か

2．最新シリコンパワーデバイスの進展と課題
　2-1　MOSFET・IGBT開発のポイント
　2-2　特性向上への挑戦
　2-3　MOSFET・IGBT特性改善を支える技術
　2-4　最新のMOSFET・IGBT技術：まだまだ特性改善が進むシリコンデバイス
　2-5　新構造IGBT：逆導通IGBT（RC-IGBT）の開発

3. SiCパワーデバイスの現状と課題
　3-1　ワイドバンドギャップ半導体とは？
　3-2　SiCのSiに対する利点
　3-3　SiC-MOSFETプロセス
　3-4　SiCデバイス普及拡大のポイント
　3-5　SiC-MOSFET特性改善・信頼性向上のポイント
　3-6　最新SiC-MOSFET技術

4. GaNパワーデバイスの現状と課題　
　4-1　GaNデバイス構造は”横型GaN on Si”が主流。なぜGaN on GaNではないのか？
　4-2　GaN-HEMTの特徴と課題
　4-3　GaN-HEMTのノーマリ-オフ化
　4-4　GaNパワーデバイスの強み、そして弱みはなにか
　4-5　縦型GaNデバイスの最新動向

5．高温対応実装技術
　5-1　高温動作ができると何がいいのか
　5-2　なぜ水冷が必要か？
　5-3　水冷技術
　5-4　SiC-MOSFETモジュール用パッケージ
　5-5　ますます重要度を増すSiC-MOSFETモジュール開発

６．超高耐圧化技術
　6-1　SiC IGBTの開発の状況
　6-2　酸化カリウムパワーデバイスの開発状況