定格電圧600Vの窒化ガリウム(GaN)パワートランジスタ

　シャープは、定格電圧６００Ｖの窒化ガリウム（ＧａＮ）パワートランジスタを開発した。省エネニーズが高まる中で、家電用電源や産業用電源の低消費電力化、高変換効率化に欠かせない次世代パワーデバイスとして成長が見込まれているＧａＮパワーデバイスの第１弾として６００Ｖ耐圧のＧａＮパワートランジスタ（ＴＯ―２２０パッケージ）を開発した。

　４月１５日にサンプル出荷を始め、今年末から月産２５万個で量産を開始、ＧａＮパワーデバイスに新規参入する。サンプル価格３千円（税込み）。６００ＶのＧａＮパワートランジスタの量産は米トランスフォーム社に次いで業界２社目。本格量産するのは同社が業界初。

　江川龍太郎執行役員電子デバイス事業本部長は「３０年近いシリコン半導体の開発、生産ノウハウと、ＬＥＤ生産で培ったＧａＮ技術をベースに３年前からＧａＮパワーデバイスの開発に本格的に取り組んできた。信頼性試験などで計画より１年遅れたが、ＧａＮパワートランジスタのサンプルを提供できる段階にきた。まず、世界中の商用電圧に対応できる６００Ｖ耐圧品から量産する。トランジスタ、機能ブロックの電源モジュール、パワーモジュールの三つの事業展開を図り、低耐圧品やパワコンなどの産業用高耐圧品もラインアップし、１５年には３００億円市場に成長すると言われているＧａＮパワーデバイスで３０％のシェアをとり、ＧａＮパワーデバイス事業で１００億円を売上げたい」と話している。

　シリコン（Ｓｉ）基板上にＧａＮを結晶成長させたエピウエハーは当面外部購入し、将来自社生産する。前工程は福山工場（広島県福山市）の６インチ　ラインを改造、後工程は当面福山工場の日本の協力工場で行い、将来インドネシア工場で行う予定。今年末から月産２５万個で量産に入る。定格電圧６００Ｖ、定格電流８.０Ａ、オン電圧３.５Ｖ。オン抵抗はＳｉの３分の１の１５５ミリΩ、ゲート電荷量同２分の１の１３ｎＣ、逆回復電荷量同４０分の１の６５ｎＣ。

　新開発のＧａＮパワートランジスタを使えば、従来のＳｉパワートランジスタ（２４０ＶＡＣ入力９０Ｗ出力時）に生じていた９.８Ｗの電力ロスを７.９Ｗに抑え、電力変換効率を約２０％改善できた。ＡＣアダプタ使用時で約２０％の損失低減、２％の電力効率向上を確認した。受動部品メーカーとも協業し、現在の約半分の体積のＰＣ用ＡＣアダプタを１年後に商品化する予定。

　家庭用エアコンのインバータ回路に搭載すれば、１６・６Ｗの電力ロスを約６０％改善し、７.３Ｗに抑え、エアコンの消費電力を約１％低減。年間約７.４ｋＷｈ（期間消費電力量換算）の省エネ効果があることも確認した。

　江川執行役員は「３周遅れの炭化ケイ素のＳｉＣを開発しても先行メーカーになかなか追いつけないので、ＳｉＣパワーデバイスは手がけない。パワーデバイスのエンジニアをＧａＮパワーデバイスに集中させ、まずはＡＣアダプタ、スイッチング電源からエアコン、冷蔵庫、パワコンまでの省エネ、節電ニーズに応えていく」と言う。