일본산업뉴스요약

최후의 울타리 「파워 반도체」
미쓰비시 전기, 차세대 시프트/ 구동전력 10% 삭감→ 성에너지 신간선 기동

미쓰비시 전기는 성에너지 특성에 뛰어난 차세대 파워반도체의 용도를 넓히고 있다. 반도체 재료에 「SiC (탄화규소)」를 사용한 제품은 전동차의 전력소비를 40% 삭감하여,신간선이나 자동차에의 채용도 겨냥한다. 축소 일변도 이었던 「일본의 반도체산업」에서국제경쟁력을 가진 파워반도체는 「최후의 울타리」로도 말할 수 있다. 차세대 재료에의 시프트로 경합이 별로 없는 「블루 오션」을 수중에 넣을 수 있을 것인지?

아이찌현 고마키시의 동해여객철도(JR東海) 종합기술본부의 연구시설. 약 73헥트아르의 광대한 단지에는 실제의 차량의 일부를 사용한 시뮬레이터와 철도사업자로서는 처음으로 도입했다고 하는 「저소음 풍동」등의 최신예 설비가 잇달아 늘어서져 있다. 「이곳에서의 사진촬영은 금지해 주십시요」. 안내자가 주의를 주었다. 시설의 한 쪽에 있는 크게 눈에 띄지 않는 건물로 들어서니, SiC 소자의 파워반도체를 장착한 신간선 차량의 연구개발이 이루어지는 곳이다.

-- 시스템 경량화 --

SiC 는 발열이 적어 간소한 냉각기구로 처리 가능하여 모터를 움직이는 구동시스템을 20% 경량화 가능하다. 이곳에서 성에너지 효과의 측정을 포함한 실증실험이 은밀하게 진행되고 있다. 구동시스템의 소비전력을 대폭으로 삭감되면, 구주나 중국 메이커의 고속철도차량에 비해 압도적인 경쟁력을 가질 수 있다. 차세대 파워반도체는 JR東海의 사장이 「신간선 차량에 있어 영원한 과제」라고 말하는 경량화와 성에너지 해결의 열쇠이다.

미쓰비시 전기가 동경 메트로의 철도차량에 SiC를 사용한 인버터 장치를 납품했을 때에는 구동용의 전력소비를 39% 삭감했다. 오다큐 전철은 전 차량에서 SiC 의 채용을 표명하는 등, 미쓰비시 전기는 전국에서 수주가 빗발치고 있다. 동사는 「주목을 받고 있는 지금이야말로, SiC 가 급성장 할지 어떻게 될지 중요한 시기」라고 생각하고 있다. 고객마다의 요망에 따른 제품개발이 급피치로 진행되고 있다.

-- Eco Car도 조준 --      

미쓰비시 전기가 미래의 거대시장으로 보는 곳이 자동차이다. 실리콘에 비해서 내열성능이 높은 SiC 를 적용하면 냉각장치의 대폭 삭감이 가능해지고, 소형경량화 면에서도 연비향상효과가 기대된다.
대형자동차 메이커는 이미 움직이고 있다. 혼다는 3월 발매의 연료전지차(FCV)의 전력교환모듈(복합부품)에 SiC 를 채용했다.
도요타도 SiC 탑재 시작차의 도로시험을 개시하였고, 전기자동차(EV)와 하이브리드차(HV) 등에의 활용을 예정하고 있어, 2020년까지는 양산할 계획이다.

중국에서도 EV 보급촉진의 정부지시가 내려져, 각 메이커가 EV 개발을 가속하고 성에너지 성능을 비장의 카드로 SiC 를 이용한 파워반도체의 채용확대가 진행되고 있다. 자동차 메이커는 내구성과 신뢰성의 검증을 계속하고 있고, 미쓰비시 전기는 「20년부터 25년 사이에 조금씩 변화해 갈 것」으로 보고 영업공세를 가하고 있다.

문제는 높은 코스트이다. SiC 웨이퍼의 원가는 실리콘의 10배 정도이고, 생산공정에서도 특수한 처리를 하기 때문에 출하가격은 더욱 높아진다. 원가절감을 철저히 해야하는 자동차업계가 본격적으로 채용하기 위해서는, 반도체 메이커측도 더 한층의 양산성 향상이 불가피 하다.

 * 실리콘과 비교한 탄화규소(SiC)의 특성

 -- 세계에서 재편의 물결 --

고도의 생산기술이 경쟁력에 직결되는 「SiC (탄화규소)」를 이용한 파워반도체 시장은 Rohm, 후지전기 등 일본의 반도체 메이커가 리드하여 왔었다.
대형 재편이 계속되고 있는 반도체산업의 지각변동은 파워반도체에도 밀려와, 이 분야에서 세계 수위의 독일 Infineon은 2015년에 동 4위였던 International Rectifier를 30억$에 매수하여 2위의 미쓰비시를 크게 앞서게 되었다. 매수에는 SiC 등의 차세대 파워반도체의 연구개발을 가속화 하기 위한 목적도 있었다.

  스마트폰과 PC용의 메모리, CPU 와 비교하여 제품진화의 속도가 느리고, 규모의 메리크가 크게 적용 안되던 파워반도체이지만, 향후에는 경쟁환경이 한층 격화될 가능성도 있다. 현시점에서 국내세력의 세계 M/S는 작고, Infineon과 비교하면 확실한 수익기반이 확립되었다고는 하기 어렵다고 할 수 있다. 앞서가기 위해서는 일본내의 제휴 등을 모색해야 할 시기일지도 모른다.
 

* 파워반도체의 세계  M/S (Market Share)
   - Infineon Technologies (독일)  26.7 %
   - 미쓰비시 전기 (일본)              9.1 %
   - Fairchild Semiconductor (미국) 7.0 %
   - ST Micro Eletronics (스위스)     6.1 %
   - Toshiba (일본)                       5.7 %
   - Fuji전기 (일본)                       5.3 %
   - Renesas Eletronics (일본)          4.8 %
   - 기타                                   35.3 %               

 -- 끝 –-