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日本のパワー半導体スイッチ市場を動かしているのは何でしょうか。本記事では、国内需要を押し上げている要因と、市場を構成する製品タイプ・用途を整理します。
需要を押し上げている要因
日本におけるパワー半導体スイッチの需要は、自動車電動化、産業機器の省エネ化、データセンター増設、再生可能エネルギー導入によって押し上げられている。特にEVやHEVのインバータ、新幹線や鉄道車両の駆動制御、空調やロボット向けモータドライブ、太陽光や風力のパワーコンディショナでIGBTやSiC MOSFETの採用が広がる。円安による輸入コスト上昇と電力料金の高止まりが、損失低減によるコスト削減圧力を強めている。またカーボンニュートラルや省エネ法、グリーン成長戦略などの規制と補助金が高効率化を後押しする。技術面では、SiからSiCへの移行が進み、高耐圧、高速スイッチング、高温動作を前提に、ゲート駆動や熱設計を含めたシステム全体で仕様が決まるようになっている。
製品タイプ別の内訳
- パワーMOSFET
- IGBT
- バイポーラパワートランジスタ
- サイリスタ
タイプごとの特徴
パワーMOSFETは高周波スイッチングに優れ、ゲート駆動が簡単なため、スイッチング電源やDC-DCコンバータ、モータドライバなど低〜中電圧・小〜中電力の用途で広く使われます。IGBTはMOSFETの電圧駆動とバイポーラトランジスタの低オン抵抗を兼ね備え、高電圧・大電流を扱えるので、電気自動車のインバータ、産業用モータ制御、太陽光発電のパワーコンディショナなどに用いられます。バイポーラパワートランジスタは電流駆動で飽和電圧が低く、古くから電源やオーディオアンプ、一部のモータ制御に使われてきましたが、現在はIGBTに置き換えが進んでいます。サイリスタは一旦導通するとゲートで遮断できず、交流の位相制御や大電力整流に適し、電炉や送電システム、ヒータ制御などで利用されています。
用途別の内訳
- 自動車/輸送
- 産業用および電力
- コンシューマー
- コンピューティング & コミュニケーション
- その他
市場に関わる主要企業
- Infineon Technologies AG
- ON Semiconductor
- STMicroelectronics N.V.
- Toshiba Corporation
- Vishay Intertechnology Inc
- Fuji Electric
- Renesas Electronics
- ROHM Semiconductor
- Sanken
- Nexperia
- Mitsubishi Electric Corporation
- Microchip Technology
- Semikron Inc
- IXYS
- ABB Ltd.
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