Wolfspeedの炭化ケイ素と電気自動車（EV）市場

Wolfspeed社は、高品質なSiCパワースイッチングおよびRF半導体デバイスを製造するため、世界最大規模の炭化ケイ素（SiC）材料工場を建設中です。.

設計者は、SiC MOSFETを活用することで、システムの小型化、コスト削減、電力密度の向上を図りながら、効率と信頼性を高めることができます。Wolfspeedの幅広いベアダイ製品群により、最高レベルの電力密度が求められるアプリケーション向けのシステムレベルの設計が可能になります。.

EVの用途

自動車のドライバーは長年にわたり化石燃料に依存してきましたが、ガソリンスタンドで給油することなく、1回の充電でより遠くまで走行できる代替手段を求める声が高まっています。そのためには、エネルギー効率を最大化しつつ、同時にコストを最小限に抑える効率的なエネルギー分配を実現する革新的な動力システム工学が必要となります。まさに、Wolfspeedの炭化ケイ素（SiC）半導体がそれを可能にするのです。.

すべてのEVには、電力網からの交流電力を変換したり、運動エネルギーを回収したりしてバッテリーを充電するための車載充電（OBC）システムが必要ですが、従来のシリコン素子では、OBCシステムに必要な高電圧下での出力や速度の面で限界があります。 WolfspeedのSiC MOSFETおよびダイオードは、より高い耐電圧を実現しつつ、スイッチング損失を低減するため、OBCに最適な選択肢となります。.

また、SiCは熱性能を向上させることも可能であり、冷却用のヒートシンクの数を減らすことで、最終的には電力変換器のサイズと重量の両方を低減できます。これにより、サイズ・重量・コンプライアンス要件の緩和、スイッチング周波数の向上、ひいては航続距離の延長を通じて、システムの効率が向上します。.

WolfspeedのSiCパワーデバイスは、電力を電力網に送り返すことで、双方向OBCシステムにさらなるメリットをもたらし、電力供給の安定化に寄与するとともに、より持続可能なEV開発を促進します。どちらの方向においても、WolfspeedのSiCデバイスにより、設計者はOBC搭載EVの設計において、エネルギー効率の向上と高出力密度の実現が可能となります。.

Wolfspeedの高電圧・ワイドバンドギャップSiCパワーデバイスからなる幅広い製品ラインナップには、過酷なパワーアプリケーション向けに設計されたディスクリート製品に加え、車載充電器などの高出力アプリケーション向けに最適化され、業界標準に基づいて構築されたベースプレートレスモジュールも含まれています。お客様のアプリケーションのニーズや目標がどのようなものであっても、Wolfspeedには、その成功を後押しする十分な拡張性とサポートツールを備えた製品をご用意しています。.

データセンターは膨大な量の電力を消費し、水やCO2の主要な排出源の一つとなっています。ワイドバンドギャップSiCサーバー用パワートランジスタへの切り替えにより、電力損失を最大40%削減でき、データセンター運営者は厳しい効率基準を満たしつつ、冷却コストを削減することができます。.

産業用モーター駆動装置

産業用モーター駆動装置は、世界のエネルギー消費に占める割合が高まっており、効率基準もますます厳格化されています。 WolfspeedのSiC製品ラインに属する炭化ケイ素デバイスは、損失低減の点で従来のシリコン部品を最大50％上回る性能を発揮します。これにより、より小型のヒートシンクが使用可能となり、組み込み型産業用低電圧モーター駆動（ILCVD）システムの小型化とコスト削減を実現し、全体としてよりコンパクトで低コストなシステムを提供します。.

Wolfspeedの専門家によるデモンストレーションにご参加ください。当社のIE4認定シリコンカーバイドパワー半導体が、システム損失を最大50 %削減し、エアコンやヒートポンプにおいて、SEER、SCOP、ESEERといった厳格な国際効率基準への適合をエンジニアが達成できるよう支援する方法をご紹介します。特に、3相25kWコンプレッサーにおいて、従来のIGBTと当社のWolfPACKモジュールを比較すると、設計者はより小型のヒートシンクを使用できるようになり、省エネと性能向上を両立させることが可能になります。.

また、SiCはDCモーターの損失を最大80%削減し、電気自動車の充電インフラ、データセンター、パワートレイン用インバーターで使用される高出力スイッチング電源（SMPS）のサイズを最大70%縮小することができ、設計者によりコンパクトで軽量、かつ静粛性の高いシステムを提供します。.

Wolfspeedはこの状況を大きなビジネスチャンスと捉えており、需要の増加に対応するため生産能力を拡大しています。しかし、Wolfspeedの成長率や事業戦略は、同社の制御の及ばない世界的なマクロ経済情勢や、競合他社の技術革新、あるいは積極的な価格設定策などの影響を受ける可能性があります。したがって、投資家はWolfspeedへの投資を行う前に、関連するすべての要因を慎重に検討する必要があります。.

パワーエレクトロニクス

Wolfspeedの炭化ケイ素製品は、いくつかの新たな市場に参入しており、EVはそのうちの1つに過ぎません。Wolfspeedは、その技術力、生産能力、市場シェアを背景に、この$40十億規模のビジネスチャンスを十分に活かす体制が整っています。.

Silicon Carbide LLCは、ニューヨークとノースカロライナにある自社施設で、シリコンカーバイドを自社生産し、それを円形のウェハーに切断して販売するか、あるいは自社でチップに加工しています。シリコンデバイスとは異なり、シリコンカーバイドデバイスはより低い温度で製造できるため、コストを削減することができます。.

炭化ケイ素（SiC）パワーMOSFETは、温度変化に伴うオン抵抗の低減が特徴であり、これによりエネルギー損失を最小限に抑えます。さらに、従来のシリコン素子に比べてスイッチング速度が速く、動作周波数も高いため、効率と電力密度を向上させます。Wolfspeedが提供する幅広いベアダイ・パワー製品群は、システムレベルの電力密度を最適化します。.

最新世代の200mmウェーハでは、従来の150mmウェーハと比較して、1枚あたりの実用可能なデバイス数を最大70%まで増やすことができ、システム全体のコストを大幅に削減できます。.

Wolfspeedの炭化ケイ素は、電気自動車用インバーターや昇圧コンバーター向けの主要半導体を供給するだけでなく、バッテリー式電気自動車、急速充電器、およびe-モビリティの産業用途など、よりエネルギー効率が高く、小型・軽量なe-モビリティシステムを実現するための材料と専門知識も提供しています。.

ウルフスピード・テクノロジーズは1987年にクリー（Cree）として設立され、それ以来、創業者の手によって経営が続けられてきました。また、ノースカロライナ州立大学とウルフスピード・テクノロジーズの間には、今も強い結びつきがあります。.

アラバマ大学ハンツビル校は、ワイドバンドギャップ半導体分野において世界トップクラスの研究プログラムを誇っており、これが2014年に同学科内に「パワーアメリカ国立製造イノベーション研究所」が設立される上で大きく寄与しました。.

このハブは、国内の半導体生産を拡大するための連邦政府の取り組みの一環である。「CHIPS法」は、携帯電話、医療機器、軍用機、自動車などの重要機器の国内生産を支援するため、$52十億を割り当てています。ノースカロライナ州立大学が主導し、Wolfspeedを含む他の6社と提携して、この連邦投資イニシアチブからの資金を活用し、ノースカロライナ農業技術州立大学のキャンパス内に研究開発施設を建設する予定です。.

エネルギー貯蔵

Wolfspeedの炭化ケイ素は、今日の高速DC充電インフラに必要な、より高い電圧および電力レベルを実現します。当社のデバイスは、33%の電力増大を実現しつつ、25%の面積削減と50%の損失低減を達成しており、電気代の上昇を招くことはありません。.

Wolfspeed社の炭化ケイ素半導体デバイスは、電気自動車、産業用モーター駆動装置、太陽光発電、およびエネルギー貯蔵システムの小型化、軽量化、低コスト化、そして性能向上に貢献します。同社のワイドバンドギャップ半導体は、これらすべての用途において従来のシリコンデバイスを凌駕しており、市場で最も高速かつ最軽量のデバイスとなっています。.

Wolfspeedは、当社の高性能炭化ケイ素ショットキーダイオードおよびMOSFETを用いて、拡大するEV市場の需要に応えることに極めて大きなビジネスチャンスを見出しており、最先端のモホークバレー工場における200mm製造能力を拡大するとともに、ノースカロライナ州に445エーカーの炭化ケイ素材料製造施設への投資を行い、世界初かつ最大規模の200mm IC製造施設であるモホーク・バレー工場の生産能力を拡大しています。.

当社のパートナー各社は、当社の技術を活かし、世界中の工場、自動車、情報、そして経済を支えています。彼らは当社の製品を活用して、産業の再構築、輸送やエネルギーシステムの革新、そして私たちが想像すらできなかったような形で経済を変革しています。.

半導体業界における技術革新はめったに起こりませんが、現在、私たちは、地球上には存在しない完全な合成素材である炭化ケイ素によって牽引される技術革新を目の当たりにしています。今月、ジョー・バイデン大統領が「Invest in America」ツアーに乗り出すのを機に、この変革を主導し、製造業のまったく新しい未来を切り拓いているある企業に焦点を当てたいと思います。.

ゼネラル・モーターズ（GM）は本日、同社の次世代電気自動車（EV）用駆動システムに搭載するWolfspeed社の炭化ケイ素（SiC）パワーデバイスに関する長期供給契約を締結したと発表した。 Wolfspeed社のSiCデバイスは、GMが「Assurance of Supply Program™」に参加することで、航続距離と効率の向上を図りつつ、車両の総コストを大幅に削減するのに貢献する。GMは、2025年に生産が開始される時点で、John Palmour Materials CenterからSiCベアウェハーおよびエピタキシャルウェハーの購入を開始する予定である。.