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日企將用「高速」功率半導體開拓EV市場

2023/01/06

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半導體

  開展功率半導體研發業務的日本POWDEC(位於栃木縣小山市)開發出了能以現有産品100倍的高速度控制8千瓦電力的裝置。將以全球尚無先例的高速度為武器,作為在純電動汽車(EV)的車載電池和充電站等增長市場上開拓商機的殺手劍,推進實用化準備工作。

 

POWDEC開發的氮化鎵(GaN)功率半導體模組

  

  POWDEC開發出了可在100萬分之1秒內切換400伏×20安培=8千瓦電力開關(ON/OFF)的功率半導體模組。在日本環境省的支援下,該公司與豐田旗下的零部件製造商豐田合成共同開發出了此次的産品。據POWDEC稱,目前全球尚無可實現這一性能的報告。

    

  據稱,該模組的核心部位是被認為可代替現有矽(Si)産品的、新一代半導體之一的氮化鎵(GaN)與自主技術結合而成的零部件「psj-GaN功率電晶體」。具有速度可達到矽産品約100倍的開關性能,與普通氮化鎵産品相比,可耐受2倍以上的高電壓。

   

  POWDEC於2011年開發出了基礎技術,並花費10多年的時間進行了持續改進。在日本國內獲得了13項相關專利。此次開發出了將其嵌入自主開發的電路中的産品,目前還在申請電路結構方面的專利。

  

 

  功率半導體可嵌入將直流電轉換為交流電或者改變電壓的控制裝置來使用。如果開關性能較高,就能縮小控制裝置的尺寸,因此該公司此次開發的産品有望應用於廣泛的領域,比如提高純電動汽車的車載電池及充電站的性能等。

    

  該公司今後打算開發可耐受更高的800伏電壓的産品,目標是在2024年之前實現産品化。社長成井啟修充滿自信地表示:「如果推進元件的優化,還可以使控制速度提高數十倍」。

 

POWDEC社長成井啟修。該公司成立於2001年,擁有約10名員工,是一家由技術人員組成的企業

   

  在功率半導體領域,德國英飛淩科技(Infineon Technologies)和美國安森美半導體(ON Semiconductor)等歐美企業擁有很高的份額。雖然東芝、三菱電機、富士電機等日本企業的份額緊隨其後,但卻在碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)等新一代半導體材開發方面處於落後地位。在強化供應鏈的呼聲高漲的情況下,POWDEC能否為日本在半導體開發競爭中挽回局面,其未來的開發動向備受關注。

 

  日本經濟新聞(中文版:日經中文網)宇都宮支局 加藤敦志

 

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