研究開発活動と企業価値創造

パワー半導体向けSiCエピタキシャルウェハー事業を例に

昭和電工グループは、有機、無機、アルミに至る幅広い技術・製品を有していることから、この強みを活かした研究開発・事業展開を行っています。

ここでは、中期経営計画のポートフォリオで優位確立事業に位置付けられているパワー半導体SiCを例に、当社グループの企業価値創造に向けた取り組みをご紹介します。

最終製品での社会の持続的発展への貢献を目指して

パワー半導体とは

パワー半導体とは、直流を交流に変えたり(インバータ)、交流を直流に変える(コンバータ)など電力の変換や制御に使われます。発電所で使われるような大型機器から、家電製品・電気器具などの小型のものまで、安定した使いやすい電力を供給する場面でパワー半導体は大活躍しています。

近年、省エネ化・省電力化への意識が高まるにつれ、電気のロスを極力少なくできるパワー半導体の需要がより高まっています。

現在、パワー半導体のほとんどがシリコン(Si)ウェハーを基材にしてつくられていますが、シリコンに代わる新材料として期待を集めているのが炭化ケイ素(シリコンカーバイド SiC)です。

SiCパワー半導体は、現在主流のシリコン(Si)半導体に比べ、大電流化・耐電圧・高温動作性に優れています。電力損失も1/2以上削減できる上、大きさ(体積)も約1/4にすることができるため、電力制御に用いるモジュールの軽量・小型化と高効率化を実現することが可能です。すでにデータセンターのサーバー電源や太陽光発電のパワーコンディショナー、電動自転車の充電器、地下鉄をはじめとする鉄道車両での採用が進んでいます。

SiCパワー半導体の用途

SiCパワー半導体は電力を効率的に使うことが可能なことから、省エネ、ひいては低炭素社会実現にも貢献できる製品です。

SiCパワー半導体における当社グループの役割

SiCパワー半導体は、SiC基板(ウェハー)の上にSiCの薄膜を重ね、その薄膜上に半導体デバイスを作成しています。SiCウェハーは内部の欠陥が多いため、欠陥の少ない薄膜を重ねてからでないと、半導体デバイスを作成することができません。この薄膜を重ねていくことをエピタキシャル成長と言います。当社はこのエピタキシャル成長で世界屈指の技術力を持っています。

当事業における、当社グループの取り組みをご紹介します。

省エネルギー化に貢献

 執行役員 プロジェクトマネージャー
 佐藤 貴幸

SiCは現在主流のSiと比較して低抵抗・耐電圧・耐高温に優れており、長年、次世代の画期的な省エネデバイスと言われてきましたが、市場はなかなか立ち上がりませんでした。それは、コスト面だけでなく、高品質のSiCエピタキシャルウェハーが実現しなかったからです。しかし当社は、2015年に大型かつ高品質のHGEの開発に成功し、業界最高水準の品質評価を得ています。

現在、SiCパワー半導体の市場は、鉄道や太陽光発電、電気自動車の充電器などの用途へ急展開しています。SiCデバイスの市場規模は、2023年に1,500億円規模に拡大すると予想されています。

当社はSiCエピウェハー事業に2005年から取り組んでいますが、2017年、研究開発組織内のプロジェクトから、社長直轄のプロジェクトとなりました。

当プロジェクトの売上規模をさらに拡充することで、高い営業利益率、一定規模の営業利益額、市況環境の変化への耐性を持つ個性派事業となることが期待されています。

今後も、市場の高品質化要求と需要増加に応え、省エネルギー化に貢献していきます。

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