SiC半導体： 効率的で持続可能なエレクトロニクスのキーテクノロジー

さまざまな産業がSiC半導体の技術的特性から恩恵を受け、その潜在能力を多様な方法で活用しています：

• パワーエレクトロニクス、特に電気自動車や、太陽光発電所や風力発電所などの再生可能エネルギー源では、SiC半導体が使用されています。この材料の優れた特性は、エネルギーの効率的な利用と変換に貢献します。
• また、SiC半導体はその熱的特性から、過酷な条件下での電気部品としても理想的であり、航空宇宙や石油・ガスなどの産業にとって魅力的な材料となっています。
• SiC半導体は、再生可能エネルギーや産業プロセスにおけるエネルギー変換において重要な役割を果たし、電気エネルギーの効率的な利用と環境負荷の低減につながります。
• 携帯電話などの充電器でも、SiC半導体は充電速度と効率を向上させるために利用されています。

全体として、SiC半導体の強化された特性は、電気エネルギーのより強力な利用を可能にし、様々な産業における先端技術の発展に貢献しています。

SiC半導体の普及状況は？

SiC半導体は、主に産業用や電気自動車用のパワーモジュールやトランジスタなど、一部の用途で商業的に展開されています。SiC半導体がSi半導体に比べて高価であることは広く知られています。しかし、SiC製品はフットプリントが小さく、熱管理要件が低いため、全体的なコストを削減することができます。SiC半導体の技術と生産は進化しており、将来的にはさらにコスト効率の高い製造と幅広い応用につながると言われています。Yole Intelligence社が2023年に行った市場調査によると、SiCパワー半導体市場は2028年までに90億ドルを超える収益に成長すると予想されています。

SiCの効率が環境に与える影響

炭化ケイ素半導体の進歩は、電子機器の効率と性能の向上を約束するだけでなく、環境の持続可能性にも大きく貢献します。CO2排出量を削減することで、SiCは環境への取り組みにおいて重要な役割を果たします。チップ・レベルでは、その優れた電気絶縁破壊強度により、部品サイズの小型化と電力変換効率の向上が可能になり、従来のシリコン・チップと比較して最大30％のエネルギー節約につながる可能性があります。さらに、SiCベースの電子デバイスは、動作温度が高く、熱伝導性に優れているため、冷却システムの必要性が少ないか、まったくありません。シリコンチップは通常、最適に動作させるために90℃の温度で冷却する必要がありますが、炭化ケイ素の場合は250℃で冷却すればよく、熱伝導率が3倍優れているため、90℃を超えることは稀です。

同様に、SiconnexのBATCHSPRAY^®技術のようなイノベーションは、従来のウェットベンチと比較して、IC製造プロセス全体を通して化学薬品、水、エネルギーの消費を削減することにより、持続可能な取り組みに貢献します。
シネックスは、独自のBATCHSPRAY^®技術で新たな基準を打ち立てました。追加された再循環システムにより、プロセス媒体はさらに節約され、バッチの自転により均一なスプレーパターンが保証されます。その結果は、枚葉処理と同等です。特別に開発されたプロセスにより、硫酸や過酸化水素のような化学薬品を完全に回避したり、洗浄プロセスでポリマーを100%除去することができます。