HVDC — 高電圧直流送電
GaN-on-Si および SiC ワイドバンドギャップ半導体は、HVDC 送電、EV 800V プラットフォーム、再生可能エネルギーシステム向けのパワーエレクトロニクスに革命をもたらしています。
概要
高電圧直流（HVDC）送電システムと電気自動車 800V プラットフォームは、ワイドバンドギャップ（WBG）半導体材料、特に炭化ケイ素（SiC）と窒化ガリウム（GaN）に対する前例のない需要急増を引き起こしています。SiC MOSFET は 650V 超の電力変換における支配的技術となり、優れた効率、より高いスイッチング周波数、優れた熱性能でシリコン IGBT を置き換えています。GaN HEMT は比類のない効率と電力密度で中電圧・高周波領域を支配しています。
世界の SiC 基板市場は 30% を超える CAGR で成長しており、EV の普及（車載充電器とトラクションインバータの両方）、再生可能エネルギーインフラ（太陽光インバータ、風力タービンコンバータ）、産業用電源によって牽引されています。業界は 6 インチ（150mm）から 8 インチ（200mm）SiC ウェーハへの重要な移行の只中にあり、ウェーハあたりの使用可能ダイ数の 1.8 倍増と大幅なコスト削減が期待されています。GINECHIP は 150mm と 200mm の両方の SiC 基板供給でこの移行を支援します。
主要な技術的特徴
SiC MOSFET 技術
4H-SiC はパワーデバイス用の主要なポリタイプであり、ワイドバンドギャップ（3.26 eV）、高い臨界電界（2.8 MV/cm）、優れた熱伝導率（4.9 W/cm·K）を備えています。これらの特性により、1.7 kV を超える降伏電圧と 200°C を超える動作温度を持つデバイスが実現します。
GaN-on-Si HEMT 技術
シリコン基板上に成長させた GaN HEMT は、低いオン抵抗と高速スイッチングを備えた卓越した高周波性能を提供します。横型デバイス構造により、複数のパワーデバイスとゲートドライバを単一チップ上にモノリシック集積でき、システムの複雑さとコストを削減します。
RF パワー向け GaN-on-SiC
GaN-on-SiC は GaN の高い電子移動度と SiC の優れた熱伝導率を組み合わせ、5G 基地局、レーダーシステム、衛星通信などの高出力 RF アプリケーションに理想的なプラットフォームです。
FZ 高抵抗シリコン
抵抗率 >10,000 Ω·cm のフロートゾーン（FZ）シリコンは、GaN RF HEMT エピタキシーに理想的な基板を提供し、マイクロ波周波数での基板損失を最小限に抑えます。GINECHIP は 100mm から 200mm の直径の FZ ウェーハを供給しています。
GINECHIP ソリューション
N 型および半絶縁性の 4H-SiC と 6H-SiC 基板、直径 150mm および 200mm、マイクロパイプ密度 <1/cm²、ご指定の仕様に合わせて制御された抵抗率。
パワー HEMT 作製用の GaN-on-Si エピタキシャルウェーハ。精密に制御された AlGaN 障壁層、2DEG キャリア濃度、高電圧動作向けのバッファ層を備えています。
RF パワーアプリケーション向け GaN-on-SiC エピタキシャルウェーハ。GaN の高周波性能と SiC 基板の熱管理上の利点を組み合わせています。
抵抗率 >10,000 Ω·cm のフロートゾーンシリコンウェーハ。GaN RF HEMT エピタキシーや、低い基板損失を必要とするその他の高周波アプリケーション向け。
対象アプリケーション
SiC および GaN パワーデバイスは、電気自動車のトラクションインバータと車載充電器、HVDC 送電システム、太陽光・風力発電インバータ、産業用モータドライブ、データセンター電源、5G 基地局の電力増幅器に使用されています。この技術は、高電圧、高周波、高信頼性が求められる航空宇宙、防衛、医療画像アプリケーションにも広がっています。