パワー半導体

半導体と聞くと、考える部品を思い浮かべます。計算する。記憶する。

でも、世の中には、考えない半導体があります。仕事は、力仕事。電気を、入れて、切る。それだけです。

電気は、そのままでは使えません。コンセントは交流、電池は直流。電圧も、機械ごとに違います。

変換するのは、高速のスイッチです。1秒に何万回も入り切りして、電気の形を整える。

問題は、切り替えのたびに、少しずつ熱になって逃げること。ちりも積もれば、ばかになりません。

そこで、材料を変えます。シリコンのかわりに、炭化ケイ素。シリコンと炭素でできた、とても硬い結晶です。

電気に耐える強さは、シリコンのおよそ10倍。熱も、3倍ほど伝えやすい。だから、損が少なく、小さく作れます。

使い道は、力の要る所。電気自動車のモーターの制御。そして、新幹線です。

東海道新幹線の新しい車両は、この材料の採用などで、床下の駆動装置を、およそ2割軽くしました。

もうひとつの新しい材料が、窒化ガリウム。青色LEDで、ノーベル賞につながった材料です。

小さくなった最近の充電器にも、この材料が使われています。

弱点は、作りにくさ。炭化ケイ素の結晶は、2000度を超える炉の中で、ゆっくり育てます。傷も入りやすい。

この分野は、日本のメーカーが、何社も強い。ただ、会社が多すぎる、とも言われてきました。2026年には、大手3社が、事業の統合に向けた協議に入っています。

一方で、中国が大増産。中国メーカーの結晶の板は、1年で3割以上値下がりした、と報じられています。

考える半導体が注目を集めるかげで、考えない半導体が、黙って電気を運んでいます。

AIのデータセンターが食べる電気も、最後は、このスイッチを通ります。頭脳労働は、いつも、力仕事の上に乗っています。