ホントに来るのか？ 来るといいなぁ。
パワー半導体
最近、交流電源から直流の電気を生み出すアダプタが妙に小型化してきている事実を知った。
従来、大きな電力を消費する直流機器に使用するACアダプタは、そのワット数が大きくなればなるほど、アダプタ自体が巨大になり、その重量もとんでもなく重いものがほとんどだった。
しかし、時代はモバイルに優しい時代になり、現在のCPUのなどのシリコン系半導体の消費電力は驚くぐらいに小さくなり、稼働時間10時間というノートPCも珍しくなくなってきた。
だが、このノートPCの消費電力の小ささを実現したのはシリコン系半導体の電力効率を活かした省電力性で獲得した機能だが、前述したようにACアダプタが小型化・軽量化しているのは、そうしたシリコン系半導体の成せる業ではない。
それこそが巷でパワー半導体と呼ばれる、電源の制御や供給を担う半導体の仕事であり、ここ最近、そのパワー半導体に変化が起きている。
主なパワー半導体には「ダイオード」「トランジスタ」「IC(集積回路)」があり、それぞれ「電気の整流化」「電気の増幅・スイッチング」「様々な機能を単独で処理する」という機能がある。
酸化ガリウム
こうした機能から、使われるものとして整流化電源や周波数変換機、レギュレータ、インバータなどに使われる事が多いのだが、従来、そうした機器に使われる各部品を構成するパワー半導体にはシリコンを素材とした半導体を用いてきた。
例えば、鉄道車両でもシリコンを使ってきたのだが、ここ最近、シリコンよりも半導体物質としてパフォーマンスが高い炭化ケイ素や窒化ガリウムを使用する開発が進み、その成果を出してきている。
どれぐらいの成果が出ているかというと、シリコンのパワー半導体を用いたインバータと炭化ケイ素を用いたインバータでは、最大40％の省エネ効果を生む事ができるようになったという。
この成果の為かどうかはわからないが、各業界で炭化ケイ素や窒化ガリウムを使用するパワー半導体を用いる動きが活発化してきて、EVや家電などでも大きな成果が出てくる事が予想できるのだが、ここにきてさらに効率を高める事のできる材質が開発された。
それが酸化ガリウムである。
この酸化ガリウム、何がスゴイかというと、シリコンに対する半導体物質の性能を1とすると、前出の炭化ケイ素が340、窒化ガリウムが870となり、これら2物質の性能が段違いに高いことがわかるのだが、酸化ガリウムはさらにその上を行き、3,444という数値になる。実にシリコンの3,444倍の省エネ効果を酸化ガリウムが持っている事になる。
同じ性能の素子であれば、当然省エネの損失が少ないパワー半導体の方がモノを小さく作る事ができる。ACアダプタなどの小型化が期待できるという話は、まさにこの酸化ガリウムでパワー半導体が実現できれば夢の話ではなくなる、という事なのである。
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