Infineon、EV向け��2世代のSiCパワーモジュールをサンプル出荷
パワー半導��のトップメーカー、Infineon Technologiesがいよいよ�O動�Z向けのSiCパワーモジュールやトランジスタの�攵�を本格化させる。それも1200Vへの�官�だ。耐圧1200Vであれば、800V�U高電圧の電気�O動�Z（EV）にも�官�できる。EVのメインドライブとしてSiCへの期待は日本メーカーも�j(lu┛)きいが、その本格導入の時期を見��らっている。
EVのバッテリパックは、4Vのリチウムイオン電池のセルを�H数、直並�`に接��し300〜400V��度に��(j━ng)圧するクルマが�Hい。メインインバータが扱える電��を�\やして�j(lu┛)電��モーターを�~動するためだ。電圧×電流で��まる電��を�屬欧襪燭瓩謀杜�を�\やすと配線が�里�なりクルマ�O��が�_くなってしまう。このため電圧を�\やして電��を�屬欧討い�。電��が�\えるとモーターを�~動できる�ξ�が�\し、�[��を�\すことができる。このため電気�O動�Zでは�Z両�_量を�\やさずに電��を�\やすことが求められる。
図1 SiCはエネルギーを削��(f┫)できる 出�Z：Infineon Technologies
400Vから800Vへさらに��(j━ng)圧すれば、クルマの�~動�ξ�は�屬�り、長�{(di┐o)�`を走行できるようになる。エネルギー効率がさらに�屬�ることになり、バッテリの数を��(f┫)らし軽量化できる。例えば、クルマの基本的な消�J電��を100 Wh/kmとすると、パワートレイン�霾�は28 Wh/km、IGBT（Isolated Gate Bipolar Transistor）インバータは16 Wh/km��度となるが、SiCを使えばインバータは6 Wh/kmに下がり、800V�UのSiCだと5 Wh/kmと下がり、SiCのメリットが出てくる。このWh/kmという単位のWLTP�\�Jは、高サイクルでクルマを走行させるときのエネルギーを表しているという。800Vに��(j━ng)圧しSiCを使うことでインバータのエネルギー効率を69%削��(f┫)したことになる。
電気�O動�ZのトップメーカーTeslaからスピンオフし、EVの高級�Zを�`指すLucid Motorsは、すでに900VのクルマLucid Airを販売している。1�vの充電で走行できる�{(di┐o)�`は800kmを��える。インバータにはSiCを採��している。
図2 ��2世代のSiCはモジュールからベアダイまで���Tする 出�Z：Infineon Technologies
Infineonのこれまでの��1世代SiCデバイスが650V耐圧のトランジスタであり、3相モーターを�~動するHybridPACKを�}ぶモパワー半導��ジュールを?y┐n)���として、同社は��を入れてきた。しかし、SiのIGBTがトランジスタパッケージや、�Bのシリコンベアダイでも����を供給してきたことから、��2世代のSiCでは、パワーモジュールに加え、トランジスタやベアダイでも�官�する（図2）。
ロームや��(hu┐)菱電機など日本勢もSiCでは負けていない。トレンチ型のSiC MOSFETで世�cをリードするような性�Δ魑鵑欧討い襦�Infineonもトレンチ型のSiC MOSFETを開発しているが、Infineonの��長は、チャネル�B(ni┌o)�^はやや高いものの、信頼性では負けない、というものだ。トレンチ構�]は�e��(sh┫)向に電流が流れるため、�C積を�~効に使え、オン�B(ni┌o)�^を下げることができる。ゲート�┣祝譴鯒�くすれば性�Δ��屬�るが、Infineonはゲート�┣祝譴鬚△┐毒�くせず、しかもゲートにかかるコーナーでの電�c��(d┛ng)度を弱めるためp+接合をトレンチの�f�霾�に設けている（図3）。このガードリングのような構�]を導入することで電�cが弱まりゲート�┣祝譴��aつけることがないため、信頼性は高いとしている。
図3 Infineonのトレンチ型SiC MOSFETはトレンチの�fにp+電�c緩和層を導入し、破�sに��(d┛ng)くした 出�Z：Infineon Technologies
クルマは人命を左��するハードウエアであるため、性�Δ歪_要だが、信頼性はさらに�_要だという考えである。
今�v新����としてリリースした1200V/400 AのFS03MR12A6MA1Bフルブリッジのパワーモジュールは、スケーラブルな����で、1スイッチあたり8チップ集積しているが、1200V/200AのFS05MR12A6MA1Bは1スイッチあたり4チップ集積しており、クルマの要求に応じて����を��(li│n)べるようになっている（図4）。
図4 IGBTでこなれたパッケージにSiC MOSFETモジュールを設�� 出�Z：Infineon Technologies
このHybridPACKパッケージはIGBTに使われているものと同じモジュールのパッケージである。当初、ハイブリッドカーのパワーモジュールとして使われたため、HybridPACKと�}ばれていたが、SiC MOSFETを���C採��している。�O動�Z����では5%のエネルギー効率が高まるため、仮に1�vの充電で400km走行すると、�{(di┐o)�`は420kmに�Pびることに相当する。
Infineonはモジュールのサンプルは出荷中でデータシートやアプリケーションノートも提供しているほか、オンラインのシミュレーションツールを間もなく提供し、ハードウエアの�h価キットは今�Qの��3四半期には提供する予定である。
