東芝が開発、電力損失を最大40.5%低減できるパワー半導体

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東芝が開発したパワー半導体の試作チップ

東芝は、電力のオンとオフが切り替わる際の電力損失を最大で従来比40・5%低減できるパワー半導体を開発した。再生可能エネルギーシステムや電気自動車(EV)、鉄道、産業機器などに搭載される電力変換器を高効率化できる。カーボンニュートラル(温室効果ガス排出量実質ゼロ)社会の実現に貢献する。

東芝が開発したのは、パワー半導体の一種である「IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)」。ゲート電極を三つ持つ新構造を採用したほか、スイッチのオン・オフを高精度に切り替える制御技術を開発。これにより、従来のIGBTと比べて、スイッチを入れた際に50%、切る際に28%(全体で最大40・5%)電力損失を低減した。

従来のIGBTは、スイッチオン状態の際に発生する「導通損失」を低減すると、オン・オフ切り替え時に発生する「スイッチング損失」が増えてしまうトレードオフの関係にあり、課題となっていた。新構造の採用などにより、導通損失を増加させることなく、スイッチング損失の低減に成功した。

東芝は今後2―3年かけて、製品化に向けた課題の洗い出しを行い、早期の実用化を目指す。同半導体の詳細を、5月30日から6月3日にオンラインで開催中のパワー半導体国際学会「ISPSD2021」で発表する。


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日刊工業新聞2021年6月3日

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半導体 東芝

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