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半導が進めるO動Zの電子U(ku┛)御

半導のx場が広がりその要が(g┛u)に拡j(lu┛)することを期待している。乗Zが中国など新興国で普及しその絶歓瑤拡j(lu┛)すること、そしてその屬埜鎚未隣Zが搭載する半導の数量が\j(lu┛)する。そんなシナリオが進んでいる。

O動Zに搭載される半導は、ECUと称されるElectronic Control Unit(電子U(ku┛)御)に含まれているが、ECUはEngine Control Unit(エンジンU(ku┛)御)という場合もあり混乱する。本MではivをT味することにする。ECUはユニットなので個別のLSIを指すのではなく、通常はプリント基屬帽柔される電子v路と考えることができる。ECUを例に搭載数の\j(lu┛)の例を見てみよう。2006Qの発売のトヨタレクサスLS460のケースでは100ユニットを越えるECUが搭載されているとしている(参考@料1)。

Zの半導化において初期の実例は、オルタネータダイオードであろう。オルタネータとは充電(発電)であり、エンジンと共にv転し発電しながら電池に充電する機_(d│)だ。この機_(d│)に使うシリコンのダイオードを筆vが新入社^だった時に同期の友人が担当していた。もちろん、オルタネータダイオードはディスクリートだが、集積v路が現れたのは1970Qになってからだ。クルマ1当たりのECU搭載数は,1992Q〜1993Qごろまで30個度だった(参考@料2)。それが屬暴劼戮燭茲Δ2006Qには100ユニットを越えた。

ECUによってエンジンをU(ku┛)御することはO動Zの_要課のkつだ。ECUはCPUを?y┐n)△┐織灰鵐團紂璽燭任△、Q|センサからの情報やデータを認識し最適な情報を送り出す。例えば、エンジンの作動に_要な点タイミングはU(ku┛)御(j┫)のkつだ。\Jを屬欧襪砲賄のタイミングは最適でなくてはならない。平Q(m┐o)な路CをW定した巡]度で走っているなら、噴o(j━)量はなるべく少ないことが好ましい。気a(b┳)やエンジンa(b┳)度も_要だ。動直後とスタート時から30分後では、もちろんエンジンa(b┳)度が異なるが、ECUはしく最適条Pを作り出しクルマをU(ku┛)御できる。

クルマ1当たりのECU搭載数が\加しているk(sh┫)、クルマの普及も`覚ましくj(lu┛)きい。平成19Qの段階で日本に乗Zは約5,785万T在するとのデータがある(参考@料3)。なお、ここでは乗Zとは普通Zに小型Zと軽四葫Zを加えたものだ。人口を1億3000万人とすれば、人口に瓦垢詈气~数の比率は実に、44.5%で我が国はO動Z楾颪噺世┐。

k(sh┫)、新興国はどうなのか?例を中国に採ろう(参考@料4)。調べると中国のO動Z保~数は、7,722万と、日本を越えてアメリカに次ぐ数だ。同じ@料だが1990Q代では200万度だったのでこの\え(sh┫)は爆発的だ。データが少ない中国なので中国のクルマの半導搭載数まではわからないが、それでも、中国でのこの\加の勢いは搭載のHい輸入Zも相当にHいはずで頼もしい。ルネサスはO動Z向けの半導で争が高い会社だが、2014Q3月期が\収に転じた背景(参考@料5)にこの様な新興国でのO動Zの\が良い(sh┫)向に働いたことは間違いなかろう。

5月21日の日本経済新聞朝刊は、トヨタが「HV新型半導」を開発したと報Oしている。HVtちハイブリッドZの\Jを高める新型のパワー半導だ。この記によると、トヨタ内で試作段階まで進んでおりJに\J5%を改している。(j┤ng)来は10%にまで改の成果を高める画だ。これを実Zに搭載するのは2020Q以Tだという。開発にデンソーとl田中央研|所もかかわった。~動モーターとそれにパワーを供給する電池からの電を効率よくU(ku┛)御するPCUtち、Power Control Unit(電U(ku┛)御ユニット)の主役である半導にはシリコンカーバイド(SiC)が採された。

素材のシリコンカーバイドは化合馮焼である。化合馮焼はガリウムヒ素など、III錣V錣慮義任料箸濆腓錣擦發△襪、シリコンカーバイドの場合はIV鐺瓜里料箸濆腓錣擦。シリコンの溶融a(b┳)度は1410℃に瓦靴董▲轡螢灰鵐ーバイドの融点は高く2730℃あり、それ故にX的にもW定な素材なのだ。シリコンカーバイドのバンド幅は、4H型T晶で3.26eVとシリコンの1.11eVと比べてかなり高い。デバイスにした時はD流_(d│)でもIGBTでも耐圧が高ければそれだけ高電圧で使する屬買~W(w┌ng)になる。これ故シリコンカーバイドをW(w┌ng)するPCUの動作J(r┬n)囲は広くなる。記ではHVZの場合は無Gに浪Jする電の25%がPCUにy(t┓ng)来としているが、もし新型PCUがこれを半分に出来ればその寄与はj(lu┛)きいと思う。

HVの先は、電気O動Z(EV)になるはずだ。だがその歩みはk時期の期待よりも下vっている。日が最初にEVを発表したのが1947Qであった。1960Q代になると日はその開発で先頭を走り、|々のニュースが流れた。その記憶が印(j┫)に残っていた筆vは、乗Zの10%がEV化する時代は21世紀初頭だろうと感じていた。しかし今は2014Q、この読みは外れた。EV化率は10%から未だに遠い。現Xから言えばEV化率が10%に達する時は2025Q頃になるだろうか?

何しろ現在のEV化率は2%度だ。EV化の先になると思われる\料電池Zの開発が進むのは間違いなかろう。その理y(t┓ng)はEVZが依Tする電は基本的に発電であってj(lu┛)震uの後の原発n働停VのX況を見ると、我が国では当分の間、電は主にに頼ることになるだろう。もちろん、の限cは環境に放出する二┣獣坐任。それ故に\料電池ZがR`される。

5月5日の讀賣新聞の朝刊は東B五茲某總妊ーを走らせるという東B都の(sh┫)針を載せた。|極のクリーンエネルギーである水素を?q┗)し日本の先端\術をアピールすることにしたのだ。五茲任録契澆寮戝レーンを作り(li│n)}とQ\場を走り、世cの(li│n)}15,000人を送迎する要がある。ずBになるだろう。水素カーを実現するには、新しいU(ku┛)御のメカニズムが要で、そのためのユニットに新たな半導が求められる。@源のない我が国は半導\術を中心に\術革新で世cと争しMつことが求められる。半導のiは洋々と広がっていく 

エイデム 代表D締役 j(lu┛)和田 敦之

参考@料
1. 匿@Private Communication
2. 電子U(ku┛)御ユニットとは、日経テクノロジーオンライン (2006/03/27)
3.
日本に乗Zは何あるのか? 今日の疑問は日の(m┬ng)識
4. 中国のO動Zx場の現Xと課、JAMAGAZINE 2012Q8月(gu┤)
5. ルネサス、C(j┤)浮屬世「人^余剰感25%」、東洋経済オンライン (2014/05/12) /YAHOO!JAPANニュースBUSINESS

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