环境问题让功率半导体备受瞩目

为防止全球变暖而制定的国际条约——《京都议定书》的第1承诺期（2008～2012年）已近在咫尺。为了履行其决定的二氧化碳减排，减少能源消耗量必不可少，为此在元件领域，节能技术的开发引起人们的注意。“功率半导体”为其中的焦点。

功率半导体应用于汽车（混合动力车）的电力转换部分、空调等家电产品的马达控制部分。以空调为例，使用功率半导体进行变频控制能够精密地改变马达的旋转速度，与以一定的旋转速度进行开关控制相比，耗电量可减少约70％。功率模块（集成了功率半导体）大型厂商三菱电机估算，仅日本生产的空调，通过变频控制获得的节能总量就达110万kW，“相当于一座标准核电站”（三菱电机高级常务执行董事半导体元件业务本部长长山安治）。

在此之前，功率模块的全球市场规模一直以10％的年增长率稳步扩大，随着与环境问题密切相关的节能意识的加强，今后增长率有望进一步提高。在节能家电产品尚未普及的BRICs（巴西、俄罗斯、印度、中国）地区，发展将尤为迅速（例如中国空调的变频化率仅为3～4％）。三菱电机表示，“将在中长期把海外销售比例提高到50％”（长山）。

目前功率半导体的主流是使用硅材料的IGBT（绝缘栅双极晶体管模块）元件，IGBT元件的性能从1985年开始逐渐得到改善，目前已经进入了第5代。1～2年后问世的第6代预计将成为硅元件的顶峰，其后将有待于耐压能力为硅元件10倍、热传导率为硅元件3倍的SiC元件。但是在目前，用于替代硅IGBT元件的SiC元件还没有实用化的计划。这是因为目前还没有厂商能够以低成本提供低缺陷密度的SiC底板。美国Cree是目前最热门的供应商候选。能否彻底改变美国厂商主导的局面，将是对日本厂商快速开发能力的一次考验。