概要

脱炭素社会の推進には，エネルギーの効率化と再生可能エネルギーの普及が不可欠です。そこでいま注目されているのがパワー半導体。パワー半導体は半導体のなかでも非ICに分類されますが，主にパワーエレクトロニクス分野で使用され，電力変換や電力制御に活用されています。日常生活のなかで私たちが使っている多くの電化製品や，産業用のインバータや電力供給装置，電気自動車（EV）の駆動回路などで利用され，効率の向上や省エネルギー化に寄与しています。本書では，成長市場としてのポテンシャルを持ちながら，持続可能な社会の構築に不可欠な分野として産業界全体の注目を集めるパワー半導体の基礎知識から，使用用途，製造工程，業界動向まで，全体像をコンパクトにまとめてお届けします。

こんな方におすすめ

• 半導体業界で働くビジネスパーソン
• これから半導体業界で働きたい，業界動向を知りたいと考えているビジネスパーソン，投資家，学生など

目次

Part1　電力制御に必須のデバイス　パワー半導体とは

• 001　パワー半導体とは
• 002　パワー半導体は何に使われている？
• 003　そもそも半導体とは何か
• 004　電気が流れるための原子構造と電子
• 005　電子が移動するn型半導体とp型半導体
• 006　一方向のみに電流が流れるpn接合ダイオード
• 007　半導体デバイスの主役であるトランジスタの基本構造
• Column　国も力を入れている半導体産業

Part2　電力を変換する4つの方式　パワー半導体の電力変換のしくみ

• 008　電気の流れ方には直流と交流の2種類がある
• 009　電力変換の方式は直流と交流の組合せで4種類ある
• 010　交流から直流への電力変換（整流回路・コンバータ）
• 011　直流から交流への電力変換（インバータ）
• 012　直流から直流への電力変換
• 013　交流から交流への電力変換
• Column　交流の周波数は東日本と西日本でなぜ違うの？

Part3　さまざまな分野で活躍する　パワー半導体の種類と用途

• 014　電力の制御方法や材料などで分類されるパワー半導体
• 015　理想的なスイッチを実現するための半導体
• 016　高い電圧に耐えるためのパワー半導体の構造
• 017　ダイオードとバイポーラトランジスタ
• 018　パワーMOSFETの構造
• 019　IGBTの構造
• 020　電気を使えるようにする電力インフラのパワー半導体
• 021　電車や通信設備の作動に活躍するパワー半導体
• 022　EVに欠かせないバッテリーの電力変換を行うパワー半導体
• 023　電化製品に使われる省エネや動作制御のためのパワー半導体
• Column　パワー半導体の進化の歴史

Part4　ウエハ製造，前工程，後工程からなる　パワー半導体のつくり方

• 024　半導体をつくるための3つの工程
• 025　パワー半導体用のシリコンウエハの製造工程
• 026　デバイス形成，配線形成，検査の3つに分かれる前工程
• 027　IGBTの製造における前工程
• 028　パワー半導体とロジック半導体の製造工程（前工程）の違い
• 029　パワー半導体を複数まとめたパワーモジュールの構造
• 030　ウエハからチップを切り出しモジュール化させる後工程
• Column　半導体工場ってどんなところ？

Part5　優れた特性をもつ半導体材料　SiCパワー半導体とGaNパワー半導体

• 031　Siの材料特性の限界とSiCやGaNによる半導体開発
• 032　SiCを材料に使ったSiCパワー半導体
• 033　SiCウエハの製造方法
• 034　SiCパワー半導体の製造方法
• 035　SiCパワー半導体の製造の課題
• 036　GaNを材料に使ったGaNパワー半導体
• 037　GaNウエハの製造方法
• 038　GaNパワー半導体の製造方法
• 039　GaNパワー半導体の課題
• Column　青色LEDのノーベル賞はGaNのおかげ

Part6　急拡大して競争が激化している　パワー半導体の市場動向

• 040　半導体市場におけるパワー半導体
• 041　パワー半導体の市場規模
• 042　SiCパワー半導体の市場規模
• 043　GaNと酸化ガリウムのパワー半導体の市場規模
• 044　パワー半導体の資材調達の戦略
• 045　パワー半導体の開発環境確保の戦略
• 046　半導体メーカーの市場獲得の戦略
• 047　パワー半導体分野における企業買収や事業買収
• 048　パワー半導体における日本と世界の勢力関係
• Column　世界の半導体市場と今後

Part7　多様な戦略でシェア拡大を目指す　主要なパワー半導体企業の動向

• 049　海外のパワー半導体企業①インフィニオンテクノロジーズ
• 050　海外のパワー半導体企業②ST マイクロエレクトロニクス
• 051　海外のパワー半導体企業③オン・セミコンダクター
• 052　海外のパワー半導体企業④ウルフスピード
• 053　国内のパワー半導体企業①三菱電機
• 054　国内のパワー半導体企業②東芝
• 055　国内のパワー半導体企業③富士電機
• 056　国内のパワー半導体企業④ローム
• 057　国内のパワー半導体企業⑤ルネサスエレクトロニクス
• 058　国内のパワー半導体企業⑥そのほかの企業
• Column　パワー半導体の製造を請け負うJSファンダリ

Part8　社会の変化とともに需要が高まる　パワー半導体の未来

• 059　今後も成長が予測されるパワー半導体市場
• 060　EVの普及とともに需要が高まるパワー半導体
• 061　空飛ぶクルマにも採用されるパワー半導体
• 062　カーボンニュートラルの実現に貢献するパワー半導体
• 063　経済産業省によるパワー半導体への支援
• 064　次世代のパワー半導体
• 065　酸化ガリウム（Ga2O3）を使ったパワー半導体
• 066　ダイヤモンドを使ったパワー半導体
• 067　窒化アルミニウム（AlN）を使ったパワー半導体
• 068　パワー半導体の未来

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