図1　東��のパワー半導����業は�Z載向けに��を入れていく　出�Z： 東��デバイス&ストレージ社

もともと電��会社や鉄�Oなど�o共インフラビジネスに�咾づ贄�は、これまでもパワー半導��を�u�Tとしてきた。それも�噞��やインフラ��の�j(lu┛)電��機�_(d│)が�u�T中の�u�Tで、それ以外にも�Z載向けソリューションと、データセンター/サーバー向けのソリューションを�eっている（図1）。����ポートフォリオでも、社会インフラや�噞向けソリューションが�l富だった。

ここにきてEV化への�j(lu┛)きなうねりと、カーエレクトロニクスへの�j(lu┛)きな��要が、シリコンのパワー半導��を後押ししている。例えばEV（電気�O動�Z）といえば、インバータ��のパワー半導��やSiC MOSFETなどにすぐ�R�`が集まるが、EVでなくとも実はパワー半導��はクルマのあちらこちらに採��されている。パワーウィンドウやワイパーなどのモータ�~動や、LEDランプのドライバなどパワー半導��の����は実に�Hい。これに加えてEVシステムになれば、最低限4つの応��にパワー半導��が使われる。トラクションインバータ、OBC（On Board Charger）、BMS（Battery Management System）、そしてDC-DCコンバータだ。

もちろん、これから何�Qにも渡るトレンドのACES（Autonomy、Connectivity、Electricity、Sharing）あるいはCASEに�△─▲僖錙屡焼���の応��は�\えていく。その�k例が�O動運転やADAS（先進運転システム）向けのステアリング・バイ・ワイヤー��(sh┫)式だ。これはハンドル（ステアリング）の�茲蕃Z軸とがつながっていない新しいシステムで、ハンドルを�vすとその角度を検�瑤靴��i�茲慮�きをモータで調�Dする�\術である。ここにもパワー半導��が使われる。�Z軸などの機械����は半導��よりも実は信頼性が�Kいからだ。�v転や�i後運動する場合の機械の�Y(ji└)滑��は�L(f┘ng)かせない。OEMに�D材すると機械で出来ることをできるだけシリコンに��き換えるという動きが1980�Q代から��いてきており、これからももっと�\えていく見通しだ（図2）。

図2　クルマ1��当たりのパワー半導��（MOSFET）は�\え��けている　出�Z： 東��デバイス&ストレージ社

�Z載向け半導��は開発から実使��まで5〜7�Qかかるため、�]期的な景気に左��されない。2023�Qの世�c半導��がマイナス成長になることは確実なのに、�Z載半導��だけがプラス成長が見込まれている。

パワー半導��と�k口にいってもそれだけでは動かない。パワー半導��を�~動するためのドライバIC、さらにドライバICに指令を出すマイコン、そしてマイコンに判��を求めるためのセンサとアナログIC、そして����の半導��を動かすための電源��IC、すなわちPMICが��要となる。このシグナルチェーンの中で最低限��要なのはドライバICとアナログICやマイコンだ。東��は、パワー半導��に加え、ドライバIC、マイコンなどのシグナルチェーンを構成する半導��にも��を入れる。

ただし、����に応じてパワー半導��を使い分ける。�@��的で40~100VだとシリコンのパワーMOSFET、それ以�屬�ら700V��度までならシリコンIGBTやGaN、800V以�屬覆�SiC MOSFETというわけだ。

図3　オン�B�^削��(f┫)を進めてきた　出�Z： 東��デバイス&ストレージ社

数量が最も�Hい����は、いたるところで使われる小型モータ�~動��のSi MOSFETで、そのための300mmウェーハラインとなる。歴史の長いMOSFETは、オン�B�^と耐圧とはトレードオフの関係にあるため、微細加工�\術によってオン�B�^を下げながら、空��層を基���笋硫爾���(sh┫)へ広げていくという構�]を�{求してきた。トレンチ�\術はその�kつだ。100V�UのMOSFETで最小のオン�B�^25mΩ/mm2を実現している（図3）。また、スイッチング��失を��(f┫)らすため、寄�斃椴未鰒�(f┫)らすセル構�]も採��してきた。セル構�]とは、パワートランジスタは小さなトランジスタを�j(lu┛)量に並�`接��した等価�v路で表現されるが、その小さな基本MOSFETのことを指す。

絶縁耐圧がシリコンの10倍というSiC材料を使ったMOSFETにも��を入れ始めた。これまでIGBTでも�官�できる650V耐圧のSiC MOSFETを�e��接��して3.3kV�Uの鉄�O�Z両向けに実��化、さらに�噞��の電源向けにも�攵�している。さらにその先の800V�Uのクルマには耐圧1200VのSiC MOSFETが本格的に使われるようになる（図4）。東��は、Si MOSFETでも使われているスーパージャンクション��(sh┫)式の構�]をSiCに導入し、3.3kV以�屬���(chu┐ng)線電����向けのSiC MOSFET開発にも�Dり組んでいるという。��(chu┐ng)線電����では、風��やソーラーなどの再�擴��Ε┘優襯�ーにSiCを使えば、使うパワートランジスタの量を��(f┫)らせるためSiCのメリットが�擇�てくる。

図4　SiCは鉄�Oから参入しクルマ、さらに再エネへと�t開　出�Z： 東��デバイス&ストレージ社

�j(lu┛)電��・高耐圧パワートランジスタだけではなく、東��は使い�M�}の便�W(w┌ng)なパワーICも���Tする。モータ�U(ku┛)御��にマイコンとドライバICや保護�v路、電源�v路などを1チップに集積したSmartMCD（Motor Control Device）も開発している。パワートランジスタのモジュール（6個組）に直�Tし、デジタル信��(gu┤)を送るだけでパワー半導��を�U(ku┛)御できる。CPUを集積しているため、ソフトウエアでプログラム可�Δ�、そのための開発ボードと開発環境も提供する（図5）。

図5　パワーICのSmartMCDも提供　出�Z： 東��デバイス&ストレージ社

さらに、実際のクルマに搭載した時にパワーMOSFETの動作�a(b┳)度�峺��X��やEMI（Electro-Magnetic Interference）のようなスイッチングノイズの様子をモデルベースシミュレーションによって�莟Rできるようにするため、MOSFETのSPICEモデルをAnsys社のモデルベース設��ツールのTwinBuilderに搭載、提供できるようにした。これによってMOSFETをクルマに搭載する�iにシミュレーションで、例えば交差点の角を曲がるような動作の時にパワートランジスタの�a(b┳)度�峺�やノイズ�X況を検証できるようになった。

東��が今�v、記�v説��会を開��し、パワー半導��の��要を紹介したことは、今後��めに転じていくという狼煙でもある。