インフィニオンがSiC事業を拡大へ、新加工技術でコスト削減 根津 禎 日経クロステック 2024.02.08

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根津 禎

 

日経クロステック

2024.02.08

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インフィニオンはSiC事業の拡大を目指す。画像はマレーシア・クリムに建設する予定の新工場（出所：インフィニオンテクノロジーズ）

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　パワー半導体最大手のドイツInfineon Technologies（インフィニオンテクノロジーズ）が炭化ケイ素（SiC）の事業拡大へアクセルを踏んでいる。新工場を2024年後半から段階的に稼働させて、2030会計年度（2029年10月～2030年9月）にSiC事業の売上高を約70億ユーロ（約1兆1000億円）と、現在の10倍以上に増やすことを目指す。新たな加工技術を導入し、高価なSiCウエハーのコストを削減することで普及を促す。

SiCだけではなくGaNにも注力する（出所：日経クロステック）

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70億ユーロで200mmの新工場

　2024年1月開催の展示会「第1回パワーデバイス＆モジュールEXPO」の併設セミナーに、インフィニオンテクノロジーズジャパン代表取締役社長の川崎郁也氏が登壇し、SiCや窒化ガリウム（GaN）に関する事業方針を説明した。

　SiCについては、市場拡大を見越して生産能力を増強する。同社の半導体生産拠点であるマレーシア・クリムに第3工場を新設する。新設は2段階で進め、2024年から順次稼働させる。SiCでは最大となる口径200mm（8インチ）のラインである。投資額は、計約70億ユーロを計画する。これまではオーストリア・フィラッハの工場でSiCを生産していたが、今後はクリムが主力拠点になる。

　SiC事業の経営目標は、前述の通り売上高が2030会計年度に約70億ユーロ、市場シェアは30％である。2023会計年度の売上高は約5億ユーロ（約800億円）だった。

今後はクリムの新工場がSiCの主要生産拠点になる。会計年度は前年10月から9月まで。2023会計年度は実績、他は目標（出所：インフィニオンテクノロジーズの資料を基に日経クロステックが作成）

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　自動車や再生可能エネルギーなどの旺盛な需要を背景に、SiC市場は急成長が期待されている。2022年から2028年にかけて、SiC市場の年平均成長率（CAGR）は約30％になるとインフィニオンは見ている。すでにSiCで約50億ユーロ（約8000億円）の新規案件を獲得し、このうち約10億ユーロ（約1600億円）の前払い金を受け取った。

　自動車分野の顧客は、中国の上海汽車集団や奇瑞汽車、米Ford Motor（フォード・モーター）など6社。そのうち3社が中国企業である。再生可能エネルギー分野では、イスラエルSolarEdge Technologies（ソーラーエッジ・テクノロジーズ）のほか、中国の大手3社から注文があるという。

SiCウエハーのコストを35％減

　インフィニオンはSiCパワー素子の増産に向けて、SiCウエハーの安定調達とコスト削減を図る。SiCウエハー、及び「ブール」と呼ばれるウエハーを切り出す前のSiC単結晶を、「世界各地の様々なサプライヤーと提携して確実に調達する」（川崎氏）方針だ。

　中国では、山東天岳先進科技（SICC）および北京天科合達半導体（タンケブルー）とそれぞれ調達契約を結んでいる。米国ではWolfspeed（ウルフスピード）やCoherent（コヒレント）、日本ではレゾナックと同様の契約を結んでいる。

　SiCのウエハーやブールまで手掛けるパワー半導体メーカーもあるが、インフィニオンは外部から調達する。「シリコン（Si）と同じくSiCも材料自体はコモディティー化する。素子やパッケージ、システム対応などで差異化する」（川崎氏）。

　SiCウエハーのコスト削減に向けて、新しい加工技術を導入する。SiCのブールからウエハーを切り出すときに、従来のワイヤによる切断では約50％が無駄になっており、SiCウエハーの高コストにつながっていた。

　そこでインフィニオンは、レーザーを利用した「コールドスプリット」技術の導入で、ウエハー切り出し時の無駄を20%に抑える。この結果、SiCウエハー当たりのコストを、従来比で約35％削減できるという。クリムの新工場に導入する予定だ。

GaNは24年に200mm量産

　クリムの新工場では、GaNパワー素子も量産する。インフィニオンは近年、GaNにも力を注いでいる。安価で口径の大きいSiウエハーでGaNパワー素子を製造している。口径150mm（6インチ）ウエハーで量産しており、2024年には200mmウエハーで量産を始めるという。口径が大きいほど生産性が高まり、コスト削減につながる。

　2023年10月には、カナダGaN Systems（GaNシステムズ）の買収を完了した。買収でGaNシステムズの車載品質の製品をラインアップに加える。

　買収によって生産拠点を分散して、供給網を強化する。インフィニオンは自社工場で生産しているが、GaNシステムズは台湾積体電路製造（TSMC）に委託している。

　SiCとGaNは、用途に応じて使い分ける戦略を採る。SiCは、電気自動車（EV）のインバーターや太陽光発電システム、電力インフラといった、高出力が求められる分野を狙う。GaNは、スマートフォンやノートPCの電源アダプター、自動車内の充電器（車載充電器）といった低・中出力で速いスイッチングが求められる分野に適用する。

　どの程度の電圧で利用できるかの指標となる「耐圧」で区分すると、インフィニオンはSiでは耐圧25～6500Vと広い範囲をカバーしている。それに対し、GaNは80～600V、SiCは650～3300Vの範囲ですみ分ける。

キーワード

SiC　炭素（C）とシリコン（Si）の化合物で、シリコンカーバイドや炭化ケイ素とも呼ばれる。Siに比べてパワー半導体として材料特性が優れる。インバーターのような電力変換器にSiCパワー素子を適用すると、Siに比べて電力損失を大幅に削減できる。Siパワー素子では動作が難しいセ氏200度以上の高温でも動作する。電力損失が小さい、高温動作が可能といった特徴から電力変換器を小型化しやすい。電気自動車や再生可能エネルギー、鉄道、産業機器といった高出力・高耐圧が求められる用途に向く。