高温時の電力損失を低減するSiC MOSFET

高温環境下での導通損失を低減する第5世代シリコンカーバイドMOSFETが開発され、電動車や高性能電源システムにおける効率向上と高電力密度化に対応する。

高温動作における性能向上
ローム株式会社は、第5世代SiC MOSFETにおいて、同一耐圧・同一チップサイズ条件下で、接合温度175℃におけるオン抵抗を従来世代比で約30%低減した。

この性能向上は、デバイス構造の見直しと製造プロセスの最適化によって実現された。高温時のオン抵抗低減は、パワーエレクトロニクス回路における導通損失の低減に直結し、熱負荷の高い環境での動作安定性に寄与する。

特にxEV用トラクションインバータでは、高温環境下での動作が前提となるため、本技術により冷却負荷を増やすことなく出力向上や装置の小型化が可能となる。

車載および産業用途への適用
本デバイスは、トラクションインバータ、車載充電器（OBC）、DC-DCコンバータ、電動コンプレッサなどの車載用途に加え、AIサーバー電源、データセンター、太陽光インバータ、エネルギー貯蔵システム（ESS）、無停電電源装置（UPS）などの産業用途に適用される。

これらの用途は数kWから数百kW級の電力領域で動作し、効率向上はエネルギー損失の削減や熱設計の簡素化に直接的な効果をもたらす。

本技術は、電力効率と信頼性が重要となるエネルギー集約型インフラにおいて、デジタルサプライチェーンの最適化にも寄与する。

高電力アプリケーションにおける課題への対応
生成AIや大規模データ処理の普及により、サーバーの電力密度は増加しており、電力インフラへの負荷が課題となっている。このため、電力変換段階での損失低減が重要な設計要件となる。

また、電動車においては航続距離の延長や充電性能の向上に加え、インバータの高効率化が求められている。SiCデバイスは高耐圧、低スイッチング損失、高温特性に優れることから、従来のシリコンデバイスに代わる技術として採用が進んでいる。

製品提供計画と今後の展開
第5世代SiC MOSFETのベアチップサンプルは2025年より提供されており、2026年3月に開発が完了した。ディスクリート製品およびモジュール製品のサンプル提供は2026年7月から開始される予定である。

今後は耐圧やパッケージのラインアップ拡充に加え、設計ツールおよびアプリケーションサポートの強化が計画されている。

技術基盤と製造体制
本デバイスは、ロームのEcoSiCプラットフォームに基づいて開発されており、ウエハ製造からデバイスプロセス、パッケージングまで一貫した生産体制を採用している。

この垂直統合型の製造体制により、品質管理とプロセス最適化が可能となり、車載用途に求められるAEC-Q101などの信頼性基準への対応を支えている。

高効率パワーエレクトロニクスへの貢献
高温時のオン抵抗を低減する本技術は、電動モビリティおよびエネルギーインフラにおける電力変換効率の向上に寄与する。

このようなSiCデバイスの進化は、高電力アプリケーションにおけるエネルギー利用の最適化と、持続可能な電動化の推進において重要な役割を果たす。

産業ジャーナリストのSucithra Maniによって、AIの支援を受けて編集されました。

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