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世界EV市場で存在感高まる富士電機とは何者なのか?パワー半導体で世界をリード(Business Journal)
http://www.asyura2.com/21/hasan135/msg/644.html
投稿者 赤かぶ 日時 2021 年 12 月 27 日 18:27:15: igsppGRN/E9PQ kNSCqYLU
 

世界EV市場で存在感高まる富士電機とは何者なのか?パワー半導体で世界をリード
https://biz-journal.jp/2021/12/post_271023.html
2021.12.26 18:00 文=真壁昭夫/法政大学大学院教授 Business Journal


「富士電機 HP」より

 世界的なパワー半導体の需要拡大もあり、富士電機に対する期待が高まっている。パワー半導体とは、電気の供給や制御をコントロールするために用いられる電子部品だ。世界全体での脱炭素の加速を背景に、同社の自動車向けパワー半導体需要が拡大している。それに加えて、ファクトリーオートメーション(FA)関連の分野でも同社の収益は増加基調だ。

 今後、世界的なEVシフトの加速によって自動車に搭載される半導体が増え、パワー半導体分野で富士電機のビジネスチャンスは増えるだろう。同社経営陣はそうした展開を念頭に置いて車載半導体の供給拠点として重要性が高まるマレーシア工場の生産能力を強化する。それは同社の成長に欠かせない取り組みの一つだ。

 ただ、富士電機全体の事業運営を見ていると、本来の強みが最大限に発揮しきれていないように見える。根本的な要因は、重電メーカーとしての経営風土だろう。今後、同社がパワー半導体事業など世界的に競争力を発揮できる分野に選択と集中を進めることができれば、同社の成長期待は一段と高まる可能性がある。そのためには経営陣が過去の事業運営の体験や発想に固執することなくダイナミックに先端分野に経営資源を再配分することが必要だ。

■富士電機のドル箱業務のパワー半導体事業

 富士電機は、電力の変換と制御(パワーエレクトロニクス)に関する技術を磨くことによって、主には重電や産業機器分野で成長し、半導体分野に経営資源を再配分してきた。その結果、現在の富士電機にとってパワー半導体は成長期待の高い稼ぎ頭の事業だ。

 それは各事業部門の収益の推移を確認するとよくわかる。富士電機の事業ポートフォリオは、パワエレ(インフラや変電装置などを手掛けるエネルギー部門と、FAシステムや鉄道車両関連製品を担当するインダストリー部門の2つが構成する)、半導体(パワー半導体など)、発電プラント(再生可能エネルギーなどを用いた発電システムの運営など)、食品流通(自動販売機など)の4分野から構成される。

 2019年3月期の第1四半期から2022年3月上期まで四半期ごとの事業部門別の売上高営業利益率の平均値を計算すると、半導体事業の利益率が最も高い。また、2019年3月期末と、2021年3月期末の営業利益額を比較すると、パワエレインダストリーと半導体以外の事業は営業利益が減少している。

 以上より、富士電機にとってパワー半導体事業は収益獲得の効率性が最も高い事業であることがわかる。特に、電力損失の低減と小型化に必要な車載用のRC-IGBTチップ供給において、富士電機は世界的な競争力を発揮している。それに次いでパワエレインダストリーが業績の拡大を支えている。言い換えれば、富士電機の業績拡大期待は高まってはいるが、重電分野が収益獲得に十分に寄与しているとはいいづらい。この点をどう改善するかが課題だ。

 これまでの事業運営を確認すると、富士電機の経営陣は重電分野などでの競争力低下に危機感を強め、構造改革に取り組んだ。その一つがマレーシア事業の業態転換だ。2021年7月にマレーシアにおいて富士電機はハードディスクドライブ(HDD)に搭載する磁気記録媒体(ディスク媒体)の生産を終了した。同社はマレーシアの施設を直径8インチ(200mm)ウエハを用いたパワー半導体の生産に転用する。

■世界的なパワー半導体需要の拡大期待

 富士電機がマレーシアでのパワー半導体事業の強化に取り組む一つの理由、世界経済のEVシフトの急加速によって、パワー半導体など自動車生産に欠かせない半導体の需要が増えているからだ。

 現在の世界経済では、韓国と台湾に加えて、車載半導体の供給地としてのマレーシアの重要性が急速に高まっている。その要因として、2018年以降に激化した米中通商摩擦の影響がある。それによって、中国からマレーシアに半導体など電子部品の生産拠点が移管された。  

 さらに、2021年夏場の感染再拡大の影響も大きい。デルタ株の感染再拡大によってマレーシア政府がロックダウンを実施した結果、動線が寸断され、独インフィニオンや欧州系のSTマイクロシステムズ、米インテルなど半導体メーカーの工場操業が停滞し、世界経済への車載半導体の供給が急減した。その結果、世界の自動車生産が減少し、自動車一本足打法の日本経済にはマイナスの影響が及んだ。

 その状況下、マレーシアで多くの半導体メーカーが大型の設備投資を行い、汎用型の生産ラインを用いて生産される車載半導体などの供給力を強化しようとしている。その象徴が米インテルだ。インテルは最先端のロジック半導体分野では世界トップの台湾積体電路製造(TSMC)との競争を避け、車載半導体の生産能力強化に集中し始めた。同社はマレーシアで8000億円程度の設備投資を行い、半導体封止施設を建設する。富士電機がマレーシアでパワー半導体の生産能力を引き上げることは、EVシフトなどを背景とした車載半導体需要の増加に対応した意思決定だ。

 アセアン地域では、EV生産(車載バッテリーの生産およびEV車体の組み立て)のハブとなることを目指してタイやインドネシア政府が海外企業による直接投資を増やそうとしている。それによって、マレーシアからアセアン各国への車載半導体供給量も増える可能性が高まっている。また、富士電機は、国内でもパワー半導体の生産能力を引き上げている。それは、EVシフトという世界経済のゲームチェンジに対応するために重要な取り組みだ。

■富士電機に求められる選択と集中

 富士電機が長期の存続を目指すために必要な取り組みの一つは、パワー半導体事業への選択と集中だ。言い換えれば、同社は重電メーカーとしてのビジネスモデルから、世界を代表するパワー半導体メーカーを目指すべきだ。

 脱炭素を背景に、EVや再生可能エネルギー利用のためのパワー半導体需要は拡大基調で推移するだろう。特に、高電圧に耐えられる炭化ケイ素(SiC)ウエハの生産に関して、わが国半導体部材メーカーの競争力は高い。富士電機はサプライヤーとの協力体制を強化することによって、より優位に車載向けのパワー半導体の研究開発を進め、新しい需要を創出することができるだろう。

 その一方で、世界のパワー半導体業界では競争が激化している。その一つがウエハ大口径化を進めて、より効率的にシェアを獲得しようとする半導体メーカーの増加だ。直径12インチ(300mm)のウエハに対応した生産能力を引き上げてシェアを拡大させるために、パワー半導体最大手の独インフィニオンはオーストリア工場の建設に約2000億円を投じた。第2位の米オン・セミコンダクターは半導体工場を買収した。独自動車部品大手のボッシュも300mmウエハを用いた生産体制を強化する。

 ビジネスチャンスの拡大と競争激化に対応するために、富士電機はこれまでの事業運営の発想を根本から改めるべき時を迎えた。パワー半導体分野で同社は、国内の自動車メーカーの要望に真摯に耳を傾け、要求される技術要件を実現して成長してきた。しかし、現在、世界全体で急加速するEVシフトに対するわが国自動車業界の遅れは鮮明だ。

 富士電機はサプライヤーとの関係強化や提携・買収戦略の強化によってパワー半導体分野での新しい需要を創出し、自ら世界市場を開拓しなければならない。そのために、事業ポートフォリオの内容を見直し資産売却や、生産の外注などを検討、実行する重要性は高まっている。富士電機が不退転の決意でパワー半導体事業の強化に集中することを期待したい。それは世界的な存在感を維持するわが国パワー半導体業界の成長を加速させることにもつながる。

(文=真壁昭夫/法政大学大学院教授)
 

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コメント
1. 赤かぶ[160501] kNSCqYLU 2021年12月27日 18:28:43 : DiuQjGfad6 : UTBWZXVVMUNWUkE=[59114] 報告

2. 2021年12月28日 01:42:41 : jXbiWWJBCA : Rm5WWGpiTzAwU2c=[812] 報告

富士電機は会社予想を42%上回る増益だったが

株価は上昇しなかった

それが何を意味しているのかだな

3. 2021年12月28日 11:06:23 : ivSzbCPoFg : NXZFaDJxSDEvMGs=[1] 報告
安定株主多数でユダ菌金が株式を押さえられなかったから。
今時は既に乗っ取られた何たらファンドの元有名大銀行系が仕切っているんだろう。
阿保馬鹿間抜けの物言う株主がテンコ盛りで。
期待の星はガリウムひ素系の高温動作可能な半導体で歩留りよく製造出来るかどうかだろう。
高電圧かつ高電流かつ高温で動作させられるようなデバイスを安定に供給出来れば儲けは思いのまま でウヒャうひゃの快進撃カンパニーになれる。
完全に潰された東芝とかもうすぐ潰れる日立を見ていたら相当な間抜けの官僚でも分かるんではありませんかね。
しかしターゲットは既にロックオンで大規模投資するとかさせてやるの話題がワンパターンで流れているからお迎えは近いんだろうな。
、、、んでもって何かご不審な点でも。
Business Journalのぴんぼけボケの記事であることもお忘れ無く。
日経系はよく読む騙される、、、とかのセオリーもあるようだし上から下まで成り済ましの自称有能な人材 ダラケ らしいしな。
4. 2021年12月28日 17:33:54 : ivSzbCPoFg : NXZFaDJxSDEvMGs=[2] 報告

サンケン電気 新電元工業株式会社 もあるでお。
ついでに これも。

【特集】突き抜ける日本の技術力、「パワー半導体」大潮流に乗る5銘柄 <株探トップ特集>
https://kabutan.jp/news/marketnews/?b=n202109221069

●ここから注目必至のパワー半導体5銘柄

◎Mipox [JQ]

 表面加工処理で使う液体研磨液剤の大手で、旺盛な半導体投資需要を背景に採算性の高いウエハー用やHDD用で需要を捉えるほか、光ファイバー向けでも安定した実力を持つ。次世代パワー半導体分野にも積極展開し脚光を浴びている。次世代パワー半導体材料のSiCやGaNウエハーに含まれる「転位欠陥」を非破壊可視化できる新技術を開発していることから、同分野の市場拡大に大きく貢献する公算が大きい。また、今年4月には連結子会社だった日本研紙を吸収合併し、一般研磨剤にもテリトリーを広げている。直近では今月7日に、次世代パワー半導体材料として期待されるダイヤモンドウエハーのエッジ研磨加工サービスを提供開始したことを発表し、これを手掛かりに投資資金を呼び込んだ。22年3月期営業利益は前期比2.2倍の8億円を計画している。株価は実質的な青空圏で強調展開を示しているが、成長力を考慮すればここからの上値余地は大きいといえる。天井も高く、今から20年前の01年2月には4333円(修正後株価)の最高値をつけている。

◎タカトリ [東証2]

 精密切断加工機(マルチワイヤソー)を収益の主力とし、世界的な半導体設備増強の動きが追い風となっている。ウエハー保護テープ関連機器やチップマウンターなどの 半導体製造装置も手掛ける。パワー半導体市場の拡大とともに、SiC材料切断加工装置は同社の今後の成長ドライバーとなる可能性が高い。直近では今月8日にパワー半導体向けSiC材料切断加工装置の大口受注があったことを発表し、株価も活況高となった経緯があるが、同商品分野では他社の追随を許さない商品競争力を誇っているだけに、今後も中長期的に受注獲得が見込まれる。21年9月期業績はトップラインが17%強の高い伸びを見込み、営業損益は2億4100万円の黒字(前期実績は7100万円の赤字)と急回復を予想するが、第3四半期(20年10月〜21年6月)時点で2億7000万円に達し通期計画を超過しており、一段の上方修正が濃厚とみられている。1000円近辺の株価は買い場と判断され、早晩年初来高値1335円奪回を通過点に16年5月高値1450円も意識されそうだ。

◎安永

 自動車部品会社で、エンジンのクランクシャフトとピストンをつなぐコネクティングロッドでは世界首位級。インバーターハウジングやトランスアクスルケースなど電動化領域でもクオリティーの高い部品を製造している。また2次電池分野では全固体電池やリチウムイオン電池の加工技術の開発に継続的に取り組む。トヨタ自動車 に納入する燃料電池車向け外観検査ユニットはトヨタから「技術開発賞」を受賞するほどの高評価を受けている。後工程の半導体製造装置を手掛けており、パワー半導体向けでも最終工程に使う検査測定装置で高い商品競争力を有している。業績は回復途上にあり、22年3月期は営業損益が2億1000万円の黒字(前期は5億1700万円の赤字)を見込む。収益水準はまだ低いものの、株式市場では自動車部品にとどまらない幅広い製品エリアでの高度な技術力が、折に触れ注目されるケースが多い。株価は今年3月9日につけた1489円の高値奪回と同時に、上値のフシ目となっている1500円ラインを突破しての本格上昇相場への期待がかかる。

◎テセック [JQ]

 半導体製造装置関連メーカーで、半導体の動作試験(性能評価)を行うためのハンドラや測定を行うテスターを製造している。ハンドラは国内トップクラスで、個別半導体用テスターについても世界屈指の実力を持つ。また、パワー半導体向け実績が高く、車載用パワーデバイス測定システムなどが好調で業績に寄与している。車載向けでは次期テスターの量産機を投入し来期以降の収益に反映させる見通し。高付加価値化に重点を置き、パワーデバイス用テスターの需要を戦略的に開拓していく構えだ。業績は22年3月期に回復色を鮮明とし、営業損益は前期の4億4800万円の赤字から一転して15億円の黒字化を見込む。これは01年3月期以来21期ぶりの利益水準となる。株価は6月3日に3500円の年初来高値をつけたが、これは上場した2000年の11月以来の高値であり、ここをクリアすれば実質青空圏に突入する。時価総額150億円弱と小型で足が速い。再上昇に転じれば比較的短期間で3000円大台復帰から、年初来高値が視界に入るケースも考えられる。

◎トレックス・セミコンダクター

 自動車や産業機器向けを中心に電源ICの製造販売を手掛けるが、小型化や省電力技術で優位性を持ち、高水準の需要を捉えている。日本国内では100%連結子会社のフェニテックセミコンダクターがディスクリート半導体及びパワー半導体を生産しているが、ファンドリー(受託生産)で台湾のTSMCと同形態のビジネスモデルとなっている。また、ファンドリーの業態にして自社開発のオリジナル製品を提供できる強みを有している点もポイント。業績は21年3月期営業利益が前の期比78%増の12億900万円と急回復を果たしたが、特筆に値するのは22年3月期の営業利益見通しであり、発射台が高くなった前期実績から更に倍増となる25億円を見込んでいる。これは18年3月期に達成した過去最高利益22億1200万円を大幅に上回る。16倍台のPERはこの成長力を考慮すれば割安といってよく、2600円台の株価は拾い場となっている可能性大。7月14日に3330円の上場来高値をつけてからは2割強の調整を入れていることで値ごろ感も漂う。

5. 2021年12月28日 23:44:08 : zxwgdn1rZI : azB0emtRQ0pvZEE=[89] 報告
半導体が急激に不足した理由は中国の買いだめだ。米国の制裁を恐れて、中国は買いだめするしかなくなった。

半導体の市場は特殊要因で、一時的に不足しているのだ。

6. 2021年12月29日 10:12:50 : pNlPCkSbrE : UHFWeXlvcDg5aEk=[928] 報告
>>5

パワー半導体ならそんなに微細化は必要ないから中国でも作れる

7. 2021年12月29日 11:58:40 : Czbw8T4kVM : NTR4ZFlIVG05U0U=[1] 報告

化合物半導体はいまのところ一歩リード。
世界的パテントの塊だからこれからどうなるかは知らん。
今時はノウハウや人材含めて面倒だ会社を大枚はたいてでもいいから乗っ取れだからどうなるか。
従って基礎的な研究はお留守になるが民営化された大学の大学院辺りの教授連中では新たな銭儲けのネタになっている。
個体リチウム電池はSONYのリン酸系を自民党のややこしいのが?台湾に技術移転させてこれを中国が手に入れて電気自動車で大量に使うのだという噂もあるようだ。
実際大容量リチウム電池は鬼滅の刃の映画配信で大もうけしたSONYのCEO様があまり興味もないようで細かい分野から降りたようだしな。
天麩羅企業で不自然な異常高株価のテスラは中国製のリチウム電池を使う予定らしい。
エレキ周りは虫だらけまっすぐも走れない自動運転では走る棺桶になるのになぜか売れるという摩訶不思議な自動車。
パワー半導体は大手電力会社様ご用達で一般のノーコネクションの会社は製品化したくても製造できなかった。
これが一般民生品の自動車に広がったから現在のところ喜んでいるだけだろう。
技術的には一歩遅れたSICが原料だから直に別のデバイスに置き換わるんでしょう。
いずれにせよこの分野は面白そうだからヤングニーチャン頑張れよっと。
まともな論文をネイテイブな英語で発表出来たらヘッドハンテングもあり 鴨。
詳しいことは知らん。
8. 2021年12月29日 14:07:06 : NMJWQwpg5Y : eHFCbUJFcDdVams=[1] 報告

富士電機とは何者なのか?って失礼だけれどもアンタが知らないだけでないの。
ところでパワー半導体ってのは何処に使うんだ、、、と疑問を持たれたお方にこれでもどうぞ。
色んな情報がネットで流れています。

https://www.marklines.com/ja/report/rep1489_201604
4代目トヨタプリウス車両分解調査:132部品の写真集
TNGAのコンポーネント/部品の詳細写真と主要部品サプライヤー一覧

要 約
主要部品サプライヤー一覧
1. エンジン関係
2. 排気関係
3. ハイブリッドシステム関係
4. シャシー関係
5. 車体関係
6. 内装関係
7. 安全・運転支援関係
8. 電装関係

要 約
これまで掲載済の4代目プリウス車両分解調査「(上)・燃費40km/Lのために高効率化と軽量小型化されたパワートレーンユニットの進化」、「(中)・プリウスの走りを変えた新プラットフォームTNGA/シャシー・空力性能技術の進化」、「(下)・プラットフォームTNGAの車体構造と遮音吸音材・制振材の技術」に続き、広島県産業振興機構のベンチマーク活動で2016年1月に実施された車両分解調査の内容を報告する。 今回は主要部品サプライヤー一覧と、これまでの報告で掲載しきれなかった各コンポーネント、各部品132点の写真を紹介する。

インバーター デンソー製
DCDCコンバーター 豊田自動織機製
インバーター・DCDCコンバーター高電圧ハーネス接続部
、、、

過去の分解レポート:
トヨタ 4代目プリウス
(上)燃費40km/Lのために高効率化と軽量化されたパワートレーンユニットの進化」(2016年2月)
(中)TNGA/シャシー・空力性能技術の進化 (2016年3月)
(下)新プラットフォームTNGAの車体構造と遮音吸音材・制振材の技術(2016年3月)

ダイハツムーブ (2015年2/3月掲載)
(上) サプライヤーリストとシャシー/シート/電装関係部品
(中) 軽量化・小型化を追求したターボエンジンと3軸ギヤトレーンのCVT
(下) 直線的骨格で合理性を追求した車体構造

VW Polo (2014年11/12月掲載)
(上):サプライヤーリストとエンジンルーム、運転席周りの分解
(下):1.2TDIターボディーゼルエンジン、サスペンションの構造

日産 ノート (2014年9月掲載)
(上):主要安全技術と先進運転支援システム
(下):スーパーチャージャーを採用したドライブユニット

ホンダ アコードハイブリッド (2014年2月掲載)
(上):PCUとシャシ関連部品
(中):電池関連部品と電動サーボブレーキシステム
(下):ドライブユニット

***************************************

新型トヨタ プリウスのインバータはここまで進化していた! 【日本の技術力】
345,387 回視聴2020/08/14
https://www.youtube.com/watch?v=4lcE3oz_SB8

イチケン / ICHIKEN
チャンネル登録者数 23.4万人
3代目プリウスと4代目プリウスのインバータを分解して中身を比較してみました
前回の動画→ https://youtu.be/abejndOSFkw
Twitter: https://twitter.com/ichiken_make


更にコンパクトになって水冷で強制的に冷やすという実装で お チンチン に熱くなったパーツとCPUとを同じモジュール内に収めるという発想がどうも、、、のような気もする。
我が社の車は絶対に熱暴走しないのだ言えるアンタがうらやましい。

9. 2021年12月29日 15:57:54 : 7U94R9ApFI : akxKa1U4Z21vZm8=[1] 報告

各種有りで用途は一杯。

IGBTの応用例を教えてください。
IGBTは高耐圧・大電流の特長を生かし、モーター駆動装置、UPS(Uninterruptible Power Supply:無停電電源装置)、IH(Induction Heating:誘導加熱)調理器などのスイッチング素子用途として使用されています。

図(a)にモーター駆動装置回路例を示します。IGBTはインバーター回路(直流を交流に変換)部分のスイッチング素子として小型から大型モーター駆動まで幅広く使われています。このインバーター用IGBTは、エアコンや冷蔵庫などの家電機器、産業用モーター並びに車載用の主モーター制御などに使用され、高効率化に貢献しています。

図(b)にUPSの回路例を示します。IGBTを使用したUPSは、主に数kVA以上の中・大容量モデルに展開されており高効率・省スペース化に貢献しています。

図(c)にIHの回路例を示します。IHはLC共振現象を利用してゼロ電圧スイッチング(ZVS:Zero Voltage Switching)もしくはゼロ電流スイッチング(ZCS: Zero Current Switching)を行いスイッチング損失が小さくなる反面、共振電圧あるいは共振電流が大きく、IGBTが多く使用されています。具体的には、調理器、炊飯器および電子レンジなどに応用されています。

調理家電に向けた1350V耐圧のIGBT、東芝デバイス&ストレージが発売
山下 勝己=ライター
2019.12.26
 東芝デバイス&ストレージは、卓上IH調理器、IH炊飯器、電子レンジなどの調理家電に向けた+1350V耐圧のIGBT「GT20N135SRA」を発売した(ニュースリリース)。特徴は、+100℃におけるコレクター-エミッター間飽和電圧(VCE(sat))と、ダイオードの順方向電圧(VF)を低減したことである。コレクター-エミッター間飽和電圧(VCE(sat))は同社従来品に比べて約10%小さい+1.75V。ダイオードの順方向電圧(VF)は同社従来品に比べて約21%小さい+1.8Vである。「このため、+100℃の高温時における導通損失を低減でき、今回の新製品を搭載した機器の省電力化に貢献する」(同社)という。

このほか2つの特徴がある。1つは、接合部とケース間の熱抵抗を同社従来品に比べて約26%低い0.48℃/W(最大値)に抑えたことだ。今回の新製品を搭載した機器の放熱設計の難易度を下げられるという。もう1つは、起動時に発生する強震コンデンサーの短絡電流を抑制したことである。短絡電流のピーク値は、同社従来品に比べると約31%小さい129Aである。このため電圧共振回路やソフトスイッチング回路に適しているという。

 第6.5世代のIGBTである。最大コレクター電流は連続時に40A。入力容量は2700pF(標準値)。出力容量は42pF(標準値)。帰還容量は35pF(標準値)。ゲートの入力電荷量は185nC(標準値)である。ターンオン時のスイッチング時間は0.14μs(標準値)で、ターンオフ時は0.46μs(標準値)といずれも短い。すなわち高速なスイッチング動作を実現できる。ターンオフ時のスイッチング損失は0.28mJ(標準値)である。パッケージはTO-247。最大動作接合部温度は+175℃。すでに量産出荷を始めている。価格は明らかにしていない。

10. 2021年12月29日 16:57:40 : Askq0YLCxI : Qmp1Y3Rla1c0Vlk=[1085] 報告

結晶成長技術で決まるのでは? 

SiCパワー半導体の開発が一気に進んだのはクリーの規制が弱くなったからだ。ウェ

ーハ入手は容易になりデバイス開発は進んだものの大口径化と結晶性改善が進まなかっ

た。つまり性能は良いのだが安くならない。未だこのジレンマにあると思う。

産総研を中心に更に一層国策強化して進める以外ないね。

11. 2021年12月29日 17:51:57 : WUibWlfx8Y : bVpVeUgzOWhlbEU=[1] 報告

お料理はチョット工夫でこの上手さと同じなんだろう。
やや専門的ですが今のところこれだから差がついた。

https://www.fujielectric.co.jp/products/semiconductor/model/igbt/ev_hev_module.html

EV, HEV用IGBT モジュール
第7世代RC-IGBTチップと、モジュールと冷却器を一体化させた直接水冷構造の採用により、モジュールの低損失化と小型化を実現。
また、電流センスIGBTと温度センスダイオードの内蔵により、高速、高精度の過熱保護、短絡保護を実現。

EV, HEV用IGBT モジュール 750Vクラス

Packege Device type VCES
Volt IC(Cont)
Amps. IC(Peak)
Amps. VCE(sat)
Typ. Volts VF
Typ. Volts Net mass Grams

M653 6MBI800XV-075V-01 750 570 1600 1.45 (IC=800A) 1.50 (IF=800A) 560g

アプリケーションマニュアル(英文版、全ページ) 14.9MB
安全動作領域(英文版) MT5F36987 238KB 2021年7月

12. 2021年12月30日 14:26:33 : IeNQUIulVQ : OXR0VEpXWlYxbG8=[1] 報告

IGBT製造メーカーは大規模投資をしていけいけドンドンのようです。
しかし実際は半導体デバイス以外にも本当に有能な回路設計屋がいるかいないかで勝敗が分かれるんでしょう。
トヨタプリウスの制御ユニットの写真を見ても巨大な積層コンデンサが取り付けられています。
なぜこんなにも大きなパーツが必要なんでしょうか。
ここで車内用の電源とか照明とかエアコン用の電源とかリチウム電池の充電回路も作られています。
車の使用範囲はマイナスからプラスまで非常に広い。
各社のIGBTマニュアルを見ても共通して回路設計上の注意点が数多く列挙されています。
ミスをしたら即トラブルが発生するようなあたかもタイトロープのような感じにも思えます。
プリント基板にパターンを作って買ってきたIGBTを取り付けたらお仕舞の状態ではありません。
評論家さんの書き物を見てもこんなじみ?な分野への考察はありませんね。
量産して価格のみが問題で他はノートラブルな感じですね。
EV化で電気屋が簡単に自動車を作って売れる時代になったというのはどうも嘘臭いですね。

このような意味においてF1レースの極限状態での使用で実績を上げられたホンダやベンツさんは数多くのノウハウを含む技術面の貴重なデータを入手されたんでしょう。


更新日: 2021.12.13 07:23
レッドブル・ホンダのフェルスタッペンがチャンピオン獲得【順位結果】2021年F1第22戦アブダビGP決勝
https://www.as-web.jp/f1/769495
2021年F1第22戦アブダビGPの決勝が行われ、レッドブル・ホンダのマックス・フェルスタッペンが優勝を飾り、自身初のワールドチャンピオンを獲得した。2位にはメルセデスのルイス・ハミルトンが続き、3位はフェラーリのカルロス・サインツJr.という結果になった。レッドブル・ホンダのセルジオ・ペレスはリタイア、アルファタウリ・ホンダの角田裕毅は自己最高位の4位、ピエール・ガスリーは5位となっている。

名田 悟
HRD/ホンダレーシングディベロップメントUK
※インタビュー内容は取材当時のものです。

1999年に新卒入社。本田技術研究所に配属され、1年目からモータースポーツのエンジン制御を担当することになった。2003年よりF1のプロジェクトに参加。イギリス駐在時にはレースチームでサーキット現場での実走を担当し、レースエンジニアとしてジェンソン・バトン氏を支えた。第1ブロックのマネジャーとしてPU開発の指揮を執ったのち、 ホンダレーシングディベロップメントUKへ駐在。

池ヶ谷 潔
HRD Sakura
※インタビュー内容は取材当時のものです。

大学時代は、イギリスの大学にてモータースポーツを専攻。2004年に帰国し、大手自動車メーカーでキャリアをスタートさせた。総合技術研究所でのエンジン性能設計や量産車の部品設計に携わり、2013年よりSUPER GTのプロジェクトに参加。モータースポーツの世界へと足を踏み入れた。その後、F1への想いが再熱し、2016年にHondaの一員となった。

13. 2021年12月30日 15:08:23 : IeNQUIulVQ : OXR0VEpXWlYxbG8=[2] 報告

SICは取扱い注意で各種留意点が多いようです。
株価が安いのはこれで取扱いマニアルが他社に比べて親切丁寧なのもこれが原因なんでしょうから技術的には良く分かる。
高電圧で高電流なデバイスは何かと難しいから大規模な設備投資をしたら一件落着にはならないようです。

富士電機、製品不具合で損失100億円超
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO66815440Q0A131C2DTA000/
2020年11月30日 20:30

富士電機は30日、同社が製造した半導体に不具合が見つかった問題で、同日複数の納入先との和解が成立し、損失額が現時点で103億円になると発表した。このうち21億円は2020年4〜9月期までに計上したが、今後の業績見通しへの影響については他の顧客の案件も精査し、「適切に開示する」としている。

不具合が見つかった製品は富士電機が13年7月から19年6月までに製造した一部のパワー半導体。製品内部に使われる部品に不具合が見つかり、使い方次第では故障などが起きていた。和解が成立した納入先以外の企業でも現在、不具合を巡る交渉が行われている。

富士電機は21年3月期の純利益を前年同期比5%減の275億円を見込んでいる。

14. 2021年12月31日 09:29:28 : P90IPLvNCk : RUJZQ3VLQllTUzI=[2] 報告
ハイボルトでハイカレントで高温で冷却が大変で実装が大変でミスしたら大事になる。
使うユーザーも怖いIGBTで真面目かつ誠実に損失補償もしているみたいだから信頼されるのは当たり前。
いまのところは、、、、、、、、。
どうなるか後は知らない。
取説みて使いたいけどどうしようか、、、とお悩みのお客様も世界的に多いことでしょう。
15. 2022年1月01日 07:30:31 : yQZx8IqFTs : V29sakE0aHJiUk0=[372] 報告
富士電機はたまたま電気自動車ブームに乗っているだけ。

今までパワー半導体なんてニッチ市場だから日本のメーカーの出る幕もあったが、市場が大きくなると海外勢がわんさと参入するだろう。

日本的体質の古臭い会社は思い切った投資ができないから生きて行けなくなる。

中国当たりにあっという間に抜かれるだろうね。

日本人の良く言う「積み重ねてきたノウハウ」があると言うが、結構、どうでもいい独りよがりの技術だったりするんだよね。

富士電機は小さな売り上げで装置を内製するだけの金はないだろうから外部の製造装置メーカー頼り、製造装置メーカは買いたい客には誰でも喜んで売るからね。

5年以内には立派な新規のパワー半導体メーカーが誕生すると思うな。

16. 2022年1月01日 12:39:33 : 3hPY3TQ5vI : cy5BTGUyMDIzdVU=[1] 報告
さあどうだか。
テクニカルノートを見たら化合物半導体素材のSICは難しいデバイス。
現状のままで大量生産したらEVは止まったり暴走したりリチウム電池が火を噴いたりとか起こるんではありませんかね。
ここまで細かいと警察や検察や弁護士や保険屋連中には未踏の分野。
今のところ如何なる条件下でも絶対安全なデバイスでは無いようです。
当分試行錯誤が続いて人柱様におんぶにダッコになるんしょう。
新しいもん好きの世界中の小金持ちの人柱さんに期待しましょう。
世のため人のため世界のため人類の進歩のため頑張れよ。
今まではこういう状態が続いて日本の家電も車もデジカメも進歩した。
現在は中国や台湾さんが担当だからどうなるか。
どうしようも無くなってEV覇者テスラは巨大な数量の欠陥車の保証を始めるらしい。
量が多いからイザとなれば会社の一つや二つ位は潰れるんでしょう。
各論は知らないから後はご勝手に。
17. 2022年1月02日 18:36:50 : CIq3CyQbRY : dzB3MGJ0LllwdjY=[1] 報告

ご存知かと思いますが、、、、いけいけドンドン。
デンソー IGBTで検索。
作る方も使う方も大変。
高電圧で大電流で確実な冷却と実装が必要でKNOW−HOWの塊。
SICの無欠陥のウエハーとか製造されたIGBTを安全かつ確実に動作させる回路屋さんの腕次第みたいですね。
上手くいけばマーケットはでかいし儲けも思うがまんまになるんでしょう。
しかし関係各位相当無理している感じもする。
どうなりますか。


パワー半導体の300mmウエハー生産、第2勢力が台頭
デンソーがIGBT生産で三重富士通を活用
2019.10.01 06:00
執筆者稲葉 雅巳
https://limo.media/articles/-/13634

インフィニオンテクノロジーズが業界に先駆けて実用化を図った、パワー半導体の300mmウエハーによる量産。長らく同社に追随する企業が現れない状態が続いていたが、ここにきて海外勢はもとより、国内企業でも300mm生産を決断するケースが出てきた。
EVやハイブリッドなど車両電動化の進展を受けて、車載用パワー半導体の低コスト生産がより一層求められるようになってきたことが背景にある。

独インフィニオンが先行
 パワー半導体の生産は、現在でも200mmなどの小口径ウエハーが中心となっている。
ウエハーや製造装置の制約が多く、メモリーやロジックなどが300mm生産にシフトするなかでも200mm生産にとどまっていた。

 この壁を壊したのが独インフィニオンだ。同社は経営破綻したDRAMメーカー、キマンダがドレスデンに有していた300mm対応ラインを11年に取得。
量産立ち上げに3年以上の歳月をかけて、15年から量産に移行した。
インフィニオンは、パワーMOSFETを中心にウエハーやベアダイの形態で同業のパワー半導体メーカーに供給を行うビジネスモデルが増えていたこともあり、モジュール形態での供給に軸足を置いていた国内勢に比べて、300mm生産に対して前向きかつ有利な立場にあったといえる。

ドレスデン工場での300mm生産も順調に拡大しており、18年からMOSFETに加えてIGBTの生産も開始。
21年にはフルキャパシティーに達する見通しだ。
さらに同社ではドレスデンに次ぐ300mm拠点として、オーストリアのフィラッハ工場に新棟建設を決定。
21年から商用生産を開始する計画で、26年には面積ベースで300mm生産が半分以上になるという。

オンセミ、STマイクロが追従
 インフィニオンが先行した300mm生産だが、これに続く具体的な動きを見せたのが、オン・セミコンダクターとSTマイクロエレクトロニクスだ。
オンセミは19年4月に、グローバルファウンドリーズ(GF)が保有するニューヨーク州イースト・フィッシュキルの300mmライン「Fab10」を買収すると発表した。
オンセミは今後、同工場をMOSFETやIGBTなどパワーディスクリートの生産に活用する。

 STマイクロは18年に、伊アグラテ工場に300mm新棟の建設を発表。
高耐圧ICのほか、IGBTなどのパワーディスクリートの生産を予定する。
20年には研究開発用装置を設置し、需要動向次第だが21年には一部商用生産を開始したい考え。

 300mm生産について、日本国内ではこれまで慎重な姿勢をとる企業が多かった。
投資スケールが一気に大きくなることに加え、IPMなどモジュールでの供給を主体に据えていることも影響していた。
しかし、電動車両が主役となる自動車分野においてはさらなる低コスト化が求められており、300mm生産が避けては通れないテーマとなってきた。

トヨタ向けIGBT供給でシェア変動の可能性?
 具体化な動きを見せているのがデンソーだ。
トヨタが半導体をはじめとする電子部品事業をデンソーに集約させたことで、同社は半導体の開発・製造に関するリソース投下を近年強めている。
パワー半導体の300mm生産もその一環とみられており、300mmラインを有する三重富士通セミコンダクターでIGBTの生産を行う予定だ。

 デンソーと富士通セミコンダクターはデンソーが岩手工場(現・デンソー岩手)を取得して以降、密接な協力関係を築いており、ファンドリー事業を展開する三重富士通においても主要顧客の一角を担っている。
19〜20年にかけて三重富士通に300mm生産に必要な開発ラインを設置し、量産プロセスの確立を急ぐ。

 トヨタ向けのIGBT供給について、これまで三菱電機や富士電機、東芝デバイス&ストレージがその多くを担っていたが、今回の300mm生産の決定からもわかるとおり、トヨタ向けIGBT供給においてはデンソーのプレゼンスが向上する見通しだ。

 三菱電機や富士電機、東芝デバイス&ストレージも300mm生産についての検討を進めている。
三菱電機は独資での立ち上げについては消極的なものの、台湾ファンドリーとの協業を通じて、専用ラインの設置などを検討しているもようだ。

電子デバイス産業新聞 副編集長 稲葉 雅巳

18. 2022年1月03日 10:57:23 : PGJ4zmPcR1 : MDZoNE5ETFYyVVU=[1] 報告

化合物半導体産業の現状と課題
非鉄金属課
https://www.meti.go.jp/policy/nonferrous_metal/strategy/semiconductor04.pdf

1.化合物半導体の概要・特性
・化合物半導体の種類
・主要化合物半導体の物理定数
・化合物半導体の主な用途
2.化合物半導体の市場
・世界市場−材質別、材料別
・国内市場−材質別、材料別
・製品価格
3.SiCの需要動向
・SiC単結晶の特性
・SiCの需要、価格、SiCの事業化動向
4.GaNの需要動向
・GaNエピ市場
・白色LEDの市場
5.貿易動向
6.企業構造
・国内化合物半導体材料メーカーの状況・出荷額
・世界の化合物半導体材料メーカーと会社規模
7.技術動向
・電子デバイス・パワーデバイスの最近の動向
・学会での化合物半導体に係わる技術課題
・特許動向−技術課題、各社件数
・政府支援プロジェクト−国内、国外
8.化合物半導体エピ装置メーカーの状況
・装置メーカーと販売額、動向
9.海外展開
10.原料調達の動向
・Ga、In、P、Asの需給、価格
11.化合物半導体のロードマップ
○まとめ
○国内半導体事業の強み弱み
12.技術流出防止指針
13.韓国における転職規制の概要

********************************************

例えば富士以外にもパテントの塊のため色々頑張っておられます。
それにしてもトヨタ プリウスの累計製造販売台数は凄いですね。
デンソーさん富士とジョイントして更なる高見を目指すんでしょう。
FUJIとは何者といっているようでは遅い。
ドイツの電動自動車やテスラの電動自動車の台数は思うほどでもないようで焦るのは当たり前。
メカトロ以外にも大きなマーケットが見えますね。


東芝がトリプルゲートIGBTを開発、3つのゲート電極でスイッチング損失を4割削減
2021年06月02日 08時00分 公開
https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2106/02/news048_2.html

ダブルゲートIGBTを経てトリプルゲートIGBTへ
 日本政府が2050年のカーボンニュートラルを目標に掲げるなど、脱炭素に向けた取り組みへの注目が急速に高まっている。この脱炭素を実現していく上で導入が進むであろう、太陽光発電システムのパワーコンディショナー、EV(電気自動車)やさまざまな産業機器のインバーター、サーバの電源などには、より効率の高い電力変換器が求められる。

この電力変換器の中でも、スイッチング周波数が数百〜10kHz、電力容量で数k〜数MWというボリュームゾーン向けに広く用いられているのがシリコンベースのIGBTである。シリコンパワー半導体よりも高効率な次世代パワー半導体であるSiC(炭化ケイ素)デバイスやGaN(窒化ガリウム)デバイスへの期待も高まっているが現時点では高価なため、今後もしばらくはIGBTの需要が継続的に伸長するとみられている。

シリコンIGBTで発生する電力損失は、大まかに分けてスイッチング損失と導通損失に分けられる。トリプルゲートIGBTは、スイッチング損失がキャリアである電子とホールの注入と消滅の速度に依存することに着目し、3つのゲート電極による制御でキャリアの高速での注入と消滅を実現しスイッチング損失の大幅な低減につなげた。また、トリプルゲートIGBTの開発の背景には、ゲート電極を2つ持ち、ターンオフ損失のみ低減可能なデュアルゲートIGBTへの取り組みもあった。「ダブルゲートIGBTを開発しなければトリプルゲートIGBTというコンセプトにたどり着けていなかった」(高尾氏)。

なお、トリプルゲートIGBTは、ゲート電極部を除きシリコンIGBTと構造はほぼ同じであり、ゲート電極部の配線パターンを形成するフォトマスクを変更するだけで製造できるため、ゲート電極を1つだけ持つ通常のシリコンIGBTに対して大幅なコストアップにはならない見通しだ。

19. 2022年1月03日 15:47:48 : PGJ4zmPcR1 : MDZoNE5ETFYyVVU=[2] 報告
当たるも八卦当たらぬも八卦 ジャ ジャ ジャーン。
2022年の干支は「壬寅(みずのえとら)」
「壬」は「妊に通じ、陽気を下に姙(はら)む」、「寅」は「?(ミミズ)に通じ、春の草木が生ずる」という意味があります。そのため「壬寅」は厳しい冬を越えて、芽吹き始め、新しい成長の礎となるイメージです。
らしいです。


EVがSiCを奪い合い…なぜ?
2021年8月11日
https://www.avnet.com/wps/portal/japan/resources/article/electric-cars-are-all-vying-for-sic/

SiCを使用する理由は?
事実、電気自動車における電気駆動インバータのコストを考慮した場合、成熟したSiベースのIGBTの代わりにSiCパワーデバイスを使用すると1台の自動車のコストが200〜300米国ドル上昇します。
では、なぜ、多くの企業がより多くの資金を投入して、より「コスト高」の計画を進めているのでしょうか? 答えは、第一に、SiCデバイス自体の特性にあります。

パワーエレクトロニクスの分野では、スイッチコントロールを担うパワーデバイスが性能の鍵を握っています。
Si材料は、長年に亘り、この分野で圧倒的な地位を保ってきましたが、電力密度の増加、スイッチング速度(周波数)の上昇、およびアプリケーションにおける所要電力の増大により、Siデバイスの性能は、理論的な限界近くまで「追い詰められて」います。
そこで、人々は、Siに置き換わる新しい半導体材料を探して材料に目を向け始めました。その結果、ワイドバンドギャップ(WBG)半導体(別名:第3世代半導体)で使用されている2つの材料、つまりSiCと GaNが徐々に人々の視野に入ってきました。
この2つの材料のうち、SiCは、650V〜3.3kVの半導体デバイスにおいて多くの圧倒的な利点を備えています。

SiCのワイドバンドギャップ(WBG)はSiの3倍、絶縁破壊電界強度(臨界電界強度)はSiの約10倍、熱伝導率はSiの3倍、そして飽和電子移動度はSiの約2倍です。
このような特性をパワーデバイスで利用することにより、下記の利点が得られます。

WBGの増大:WBGが大きいほど、臨界破壊電圧が高く、高電圧および高電力のアプリケーションにおける適性が増します。
飽和電子移動度の上昇:この値が高いほど、デバイスのスイッチング速度が上昇し、高電圧の高周波数動作に必要な駆動力が小さくなるため、エネルギー損失が減少します。また、より小型の周辺デバイスを高周波回路で使用できるようになり、システムの小型化に寄与します。
熱伝導率の向上:冷却システムの追加を回避できるため、コストおよびサイズの最適化に寄与します。
単位面積あたりのドレイン・ソース間オン抵抗の低下:損失を効果的に削減できます。

自動車アプリケーションに関しては、電気駆動インバータにおいてSiベースのデバイスをSiCデバイスで置き換えることによりデバイスレベルのドライバのエネルギー効率の損失を80%削減できることが、いくつかの分析で示されています。
Creeの推定によると電気自動車インバータにおいてSiCパワーデバイスを使用することにより、自動車の電力消費を5〜10%削減できます。
全体として考えると、インバータモジュールのコストは上昇しますが、バッテリーコスト、熱放散コスト、およびスペースの利用コストは大幅に削減されるため、車両全体のコストは、2,000米国ドル削減できます。
SiCパワーデバイスは、インバータに加え、電気自動車のオンボード充電器(OBC)や電力変換システム(DC/DC)など多くの用途でも使用できます。
誰もがSiCの採用に殺到しているのも納得できます。

テスラは、電気自動車におけるSiCパワーデバイスの使用において「冒険する」最初の自動車会社となりそうです。
2018年、テスラは、同社のModel 3のインバータにおいてSTMicroelectronicsの650V SiC MOSFETを採用しました。
これは、SiベースのIGBTを使用した初期のModel Xと比較して、インバータの効率を5〜8%向上させると言われており、車両の品揃えを増やすために不可欠です。
次に、テスラは、2020年に発売したModel Yにおいて、パワーモジュールの後輪駆動にSiC MOSFETを採用しました。
現在、テスラは、Model S Plaid に加え、SiC技術を使用した3つのモデルを擁しています。 3つのモデルのうち、電気駆動インバータにおけるSiC MOSFETの高電圧、高温、および高周波数の優れた性能により、Model S Plaidは、わずか2.1秒で100 kphまで加速することができ、世界最速の加速度を持つ量産車として評価されています。
このような「異名」は、間違いなくSiCの最大の後押しとなるでしょう。

SiC製品と技術の成熟により、電気自動車における用途拡大は、採用の範囲だけでなく、奥深さにも反映されています。
新エネルギー車の初期の電気駆動インバータでは一般的にSiベースのIGBTとSiC-SBDの混合アーキテクチャが使用されていましたが、このアーキテクチャは、現在、純粋なSiCインバータの使用へと進化しつつあります。
2017年、VENTURIチームは、ロームの純粋なSiCパワーモジュールにより、新しいインバータを開発することができ、そのサイズは43%、重量は6kg削減されています。
このような成功例は、純粋なSiCインバータの将来を非常に期待させます。

新たな流れに欠ける?
HIS Markitの予測によると、SiCパワーデバイスの市場規模は、2027年までに100億米国ドルを超え、2018〜2027年の年複利成長率は、約40%に達する見込みです!そして、新エネルギー車は、最も重要な原動力です。

しかし、需要増大は、「需要爆発が供給不足につながるのではないか」という一定の懸念をもたらすでしょう。
特に、ここ数年、自動車エレクトロニクス分野で「半導体不足」が起きていることを考えると、心理的な不安が残っています。
懸念が高まってきたことも納得できます。
現在の視点から見て、SiCデバイスの生産能力の急拡大を阻む主な要因を下記に示します。

今でも、SiCは、基板ウェハーやエピタキシャル・ウェハーなどの基本的な材料の準備においてSiとの競争に苦しんでいます。
たとえば、基板ウェハーは、ほとんどが4インチと6インチです(Siデバイスの主流は、8インチと12インチです)。
気相のエピタキシーレートは低く、液相のエピタキシー生産は低いです。
このような技術的な問題に画期的な解決法が見つかるまで、生産能力は確実に制限されるでしょう。
SiCデバイスの製造プロセスから見ると、電極の製造における良好な抵抗接点の形成は、今でも問題点の1つです。
SiCの産業チェーンにおいて、過去の主要なプロセス技術は、数社が握っています。
市場全体は、小規模であり、Siベースのプロセスのように標準化された大規模な分業体制とは、ほど遠い状態です。
このような問題点により生産能力の急拡大とコスト削減は、抑制されるでしょう。
たとえば、SiCの基板ウェハーを見ると、SiCの現在のコストは、Siの4〜5倍であることが分かります。
また、価格は、今後3〜5年間で、Siの約2倍まで低下すると期待されています。
このプロセスにおいて、短期的な生産能力および供給不足は、避けられないかもしれません。

幸運にも、市場の発展に対する大きい期待により信頼が高まっています。
生産能力の拡大に向けた業過の投資が増加していることも見て取れます。
たとえば、STMicroelectronicsによるNorstelの買収、InfineonによるSiltectraの買収、SiCウェハーダイシング分野における新興企業などです。

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