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SiCに関する技術情報

欧州のパワーエレクトロニクス関係プロジェクト

　欧州のパワーエレクトロニクス機関 ECPE (European Center for Power Electronics) のホームページに欧州のパワーエレクトロニクス関係のプロジェクトが載っているので、以下に紹介します。

 

プロジェクトの情報について（平成24年度）

　この「プロジェクト&TIA情報」のサイトでは関係の国プロジェクトの進捗状況をお伝えしようと試みていますが、いろいろな理由で初期の役割を果たせていません。
　SiCアライアンスでは、6月28日に東京・如水会館においてSiCシンポジウム（SiC関連プロジェクトの概要と成果報告）を開催し、関係プロジェクトについて一線の方々からご紹介いただき、この機会に、会員の皆さんにプロジェクトの進捗状況をある程度理解いただいたであろうと思います。（開催結果については「SiCアライアンスの活動」に載せてあります。）
　さらに、去る11月21日(水)、22日(木)の2日間、産総研、FUPETの主催で、SiCパワー半導体関連プロジェクトの合同シンポジウムが京都で開催されました。この合同シンポジウムでは、プロジェクトの中間取りまとめが行われたあとということもあって、プロジェクトの研究項目の内容、進捗状況、得られた成果等がかなり詳しく発表され、参加された方々にはプロジェクトの理解が進んだことと思います。（プロジェクトの中間取りまとめについては、NEDOのサイトをごらんください。）
　この合同シンポジウムのプログラムを以下に紹介します。配布された講演発表資料（冊子）は事務局にありますので、ごらんになりたい方は事務局にお立ち寄りください。

 

SiCパワー半導体関連プロジェクト合同シンポジウム

　2012年11月21日(水)　10:00～20:00　京都テルサ （テルサホール）
　2012年11月22日(木)　 9:00～17:00　京都産業会館 （シルクホール）
＜主 催＞
　　　独立行政法人産業技術総合研究所
　　　技術研究組合次世代パワーエレクトロニクス研究開発機構
＜プログラム＞
・第1日
◇Opening Session
10:00-10:15　Welcome & Opening Address
　　　　　　　Dr. Akira Yabe　(Vice President, AIST)
10:15-10:45　Overview of National Projects for SiC Power Electronics in Japan
　　　　　　　 -A Brief Introduction of this Symposium-
　　　　　　　Dr. Hajime Okumura　(AIST)
◇Keynote Speech
10:45-11:45　(Invited) Wide Bandgap Power Semiconductor Devices and
　　　　　　　Their Impact to Smart Grid Revolution
　　　　　　　Prof. Alex Huang　(NC State University, NSF FREEDM Systems Center)
11:45-12:45　(Lunch Break)
◇FIRST : Fundamentals in SiC power devices
12:45-13:15　(Invited) Material Challenges for High-Voltage Bipolar Power Devices
　　　　　　　Prof. Peder Bergman　(Linkoeping University)
13:15-13:45　Material Science and Device Physics for Ultrahigh-Voltage SiC Devices
　　　　　　　Prof. Tsunenobu Kimoto　(Kyoto University)
◇FIRST:SiC Epi-Wafer Technology
13:45-14:15　(Invited) Large-Area High-Throughput SiC Epitaxial Growth
　　　　　　　for High-Power Electronic Devices
　　　　　　　Dr. Al Burk　(CREE Inc.)
14:15-14:45　Recent Progress in Very Thick and Multilayer SiC Epi-Wafer Technology
　　　　　　　Dr. Hidekazu Tsuchida　(CRIEPI)
◇FIRST:Ultrahigh-voltage devices
14:45-15:15　(Invited) Challenges and Promise of SiC Bipolar Devices
　　　　　　　Dr. Ranbir Singh　(GeneSiC Semiconductor)
15:15-16:45　Development of Ultra-High Voltage SiC Power Devices
　　　　　　　Dr. Kenji Fukuda　(AIST)
15:45-16:00　(coffee Break)
◇次世代パワーエレクトロニクス技術開発 1
　　( Next-Generaton Power Electronics Project I )
16:00-16:20　Overview of Next Generation Power Electronics Project
　　　　　　　次世代パワーエレクトロニクス技術開発概要紹介
　　　　　　　清水 肇　(産総研)
◇次世代パワーエレクトロニクス技術開発 2
　　( Next-Generaton Power Electronics Project II )
16:20-16:50　R&D of Power Supply in Data Center using SiC Power Devices
　　　　　　　 SiC パワーデバイスを用いたデータセンタ用サーバ電源技術開発
　　　　　　　横山 夏樹　(日立)
16:50-17:20　R&D of PV power conditioner using SiC power devices
　　　　　　　 SiC パワーデバイスを用いた太陽光発電用パワーコンディショナ技術開発
　　　　　　　中田 修平　(三菱)
17:20-17:50　Foundamantal R&D of next generation SiC power converter
　　　　　　　次世代SiC電力変換器基盤技術開発
　　　　　　　清水 肇　(産総研)
◇Special Session - Challenges to Open Innovation
17:50-18:20　Open-Innovation at Work : High Tech Campus Eindhoven
　　　　　　　Dr.Cees Admiraal　(HTCE)
18:20-18:30　Closing Remarks for Joint Symposium (21 Nov. 2012)
　　　　　　　挨拶
　　　　　　　木本 恒暢　(京都大)
18:40-20:00　Reception
　　　　　　　レセプション
・第2日
9:15- 9:20　挨拶
　　　　　　　和田 敏美　(FUPET・専務理事)
◇新材料パワー半導体／概要
9:20- 9:50　概要紹介
　　　　　　　氷見 啓明　(FUPET)
◇新材料パワー半導体／結晶成長
9:50-10:15　高品質・大口径SiC結晶成長技術開発(その1)／革新的SiC結晶成長技術開発(ガス法)
　　　　　　　恩田 正一　(FUPET/デンソー)
10:15-10:40　高品質・大口径SiC結晶成長技術開発(その2)
　　　　　　　藤本 辰雄　(FUPET/新日鐵住金)
10:40-11:05　革新的SiC結晶成長技術開発(溶液法)
　　　　　　　蔵重 和央　(FUPET /日立化成)
11:05-11:50　(招待講演)SiC等次世代半導体の超精密研磨技術の動向と新加工技術の提案
　　　　　　　渡邉 純二　(熊本大学 イノベーション推進機構 客員教授)
11:50-12:50　(Lunch Break)
◇新材料パワー半導体／加工
12:50-13:30　大口径SiCウェハ加工技術開発
　　　　　　　加藤 智久　(FUPET/産総研)
◇新材料パワー半導体／エピ
13:30-14:10　SiCエピタキシャル膜成長技術 (大口径対応技術／高速・厚膜成長技術)
　　　　　　　大野 俊之　(FUPET/日立)
◇新材料パワー半導体／高温部材・高温実装
14:10-14:25　高耐熱部品統合パワーモジュール化技術開発
　　　　　　　山東 睦夫　(FCRA)
14:25-14:40　(Coffee Break)
◇新材料パワー半導体／デバイス
14:40-15:10　SiC高耐圧スイッチングデバイス製造技術 (新規耐圧構造デバイス)
　　　　　　　田中 保宣　(FUPET/産総研)
15:10-15:40　SiC高耐圧スイッチングデバイス製造技術 (高耐圧大容量デバイス)
　　　　　　　豊田 吉彦　(FUPET/三菱)
◇新材料パワー半導体／評価
15:40-16:20　共通基盤評価技術
　　　　　　　北畠 真　(FUPET/パナソニック)
◇TIA概要
16:20-16:35　パワーエレクトロニクス研究領域におけるTIAの取組み

　　　　　　　岡田 道哉　(産総研)
16:35-16:45　閉会の辞
　　　　　　　和田 敏美　(FUPET・専務理事)

 

前回のお知らせ

　1．最先端研究開発支援プログラム「低炭素社会創成へ向けた炭化珪素 (SiC)革新パワーエレクトロニクスの研究開発」では、国際シンポジウムを開催します。（終了）
　　-FIRST Outreach Program-
　　International Symposium on SiC Power Electronics 2011
　　　-Challenges for Ultrahigh-Voltage power Devices-
　　開催日時：12月7日(水)　10:00～
　　会場：名古屋 ルーセントタワー 会議場16F
　　懇親会：18:00～
　　事務局：産業技術総合研究所つくばイノベーションアリーナ推進部
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（TEL:029-862-6123）
　参加は無料ですが、参加のためには事前登録が必要です。受付人数は300人まで、締切は11月22日(火)です。
　詳細は、こちらをご覧下さい。
　なお、12月8-9日には、同じ名古屋、愛知県産業労働センター（ウインクあいち）でSiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会の第20回SiC研究会講演会が開催されます。

　2．産業技術総合研究所つくばイノベーションアリーナ推進部から、TIAパワエレ研究拠点内覧会開催のご案内がありました。（終了）
　TIAパワエレ研究拠点は、パワエレに特化したオープンイノベーションの拠点として産総研つくば西事業所5群を中心に整備が進められています。3月の東日本大震災の影響はありましたが、産総研、FUPETの研究施設の整備、設備の導入が進み、パワーエレクトロニクス研究施設としての基本的な部分は概ね完成されました。これを機にプロジェクトの関係者向けに研究施設の内覧会を行い、また、関係者で意見交換の場を持つ企画です。
　SiCアライアンス会員には、産総研からの配付資料を、SiCアライアンス事務局からメールへの添付資料で会員連絡先に送りますので、ご検討下さい。
　参加には事前登録が必要、締切は11月9日(水)ですが、定員(50名)に達し次第、受け付け終了となっています。

　3．2つの国プロジェクト「次世代パワーエレクトロニクス技術開発(グリーンIT)」と「低炭素社会を実現する新材料パワー半導体プロジェクト」は今年度から「低炭素社会を実現する次世代パワーエレクトロニクスプロジェクト」として統合され、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が一括して管理を行うこととなりました。これにより、制度・手続きが統一されて従来分かれていたグループ間での研究連携等の良効果が期待されます。去る8月10日にプロジェクトキックオフ会議が開催され、関係する機関・企業・研究者が集い、プロジェクトの全体像、政策的位置づけ、プロジェクト運営などの紹介・確認を行いました。

☆☆　このページの内容　☆☆
　プロジェクト情報
　　　　応用技術調査委員会　出口戦略W/Gの報告2件
　　　　（国プロジェクトの概要は「プロジェクト概要」に移しました）
　　　　（TIA情報は「TIA情報」に移しました）

 

プロジェクト情報

応用技術調査委員会　 出口戦略W/G
（低炭素社会を実現する新材料パワー半導体プロジェクト）
北九州市スマートグリッド調査（2011.2.18）

　出口戦略W/Gの調査活動で今年度はスマートグリッドにフォーカスし、豊田市、横浜市、カルフォルニア州、ハワイ州と調査をしてきましたが、今年度最後の調査活動として、北九州市を訪問いたしましたので戸田から報告させていただきます。

北九州市のプロジェクト
　北九州市のスマートコミュニティ創造事業では、38事業、163億円（5年間）と言う規模で進められており、数多くの取り組みがなされています。
　特にCEMS（地域エネルギーマネージメントシステム）では、「地域節電所」という新しい概念・仕組みを取り入れています。東田地区は電力の自営業線を持ち、ダイナミックプライシングなどの実証実験をすることが出来る日本では唯一の地区とのこと。
　北九州市の方に加えて、日鉄エレックスや富士電機システムズの技術者の方にもプレゼン頂き、出口戦略W/Gのメンバーからも多くの質問をさせていただきよい議論が出来ました。これからも情報交換を続けて行きたいと考えています。

北九州エコハウス見学
　打ち合わせの後に、エコハウスの見学をさせていただきました。木の香りのする光の差し込む暖かい家に様々なエコの工夫をしたスマートハウスでした。館長さんの説明で感心したのは、この家で遊んだ子供たちが、「エコって気持ちいいものなんだね。」って言ってくれるという言葉でした。
　太陽の光や自然の素材を上手に使うことによって、単に省エネをするという ことではなく、人間にとっても快適な暮らしを実現できると言うことだと思い ました。

 

『欧州のパワーエレクトロニクス関係プロジェクト01』の画像

写真1．エコハウス外観（太陽の光・熱を活用する住宅になっている）

環境ミュージアム見学
　環境ミュージアムでは、高度経済成長時代の八幡の七色の煤煙や茶色い洞海湾の海水など公害のひどかった時代の北九州を展示しています。その頃の小学校の雨どいが降り積もった粉塵でコンクリートを固めたようになった実物の展示もありました。
　現在では、すっかり海も空気もきれいになっていますが、それでも洞海湾の魚は食べたくないようです。こういった公害を克服する努力がつながって、現在のスマートコミュニティの活動があるようです。環境共生といったテーマに取り組み続けているからこそ、市を挙げた活力ある活動になっているのでしょう。

北九州調査を終えて
　SiCという言葉は、日本では良く認知をされていますが、スマグリのプロジェクトで使ってもらうまでには、まだまだ未熟な状態です。将来のパワエレのニーズとして出番はありそうですが、まだまだ具体的に始めるフェーズには、入っていません。しっかりとニーズを掴み取って実証実験に提供できる電力変換装置が、SiCでタイムリーに実現できるようロードマップを示すのが我々の役割だと考えています。
　今回は、出口戦略W/Gの主要なメンバーが揃って訪問できました。夜の会合では、海の幸を楽しみ、皆さん北九州ファンになったようです。

 

『欧州のパワーエレクトロニクス関係プロジェクト02』の画像

写真2．北九州調査参加メンバー：エコハウスにて
（左から、在塚、篠原、戸田、四戸、袴田、奥井、星、北畠、轡田）

 

応用技術調査委員会　出口戦略W/G
（低炭素社会を実現する新材料パワー半導体プロジェクト）
米国スマートグリッド調査（2011.1．24～30）

　出口戦略W/Gの調査活動について戸田から紹介させていただきます。調査は、ロスアンゼルス、サンフランシスコ、ハワイで実施し、2チームに分けて、自治体、電力会社やその他の関連企業を数多く回ってきました。

応用技術調査委員会の役割
　まず始めに、応用技術調査委員会の役割を少し説明させてください。
　新材料プロジェクトの6つのテーマの内、6番目のテーマを担当しており、「SiC半導体の実用化が期待されるアプリケーション領域の明確化や国内外の関連情報の収集、ロードマップの提示等の応用技術調査検討、並びにインバータ試作などによる実証試験を行い、実用化に向けた活動を牽引する。」という目標で進めています。
　技術調査W/Gと出口戦略W/Gの2つのW/Gで活動しており、技術調査W/Gでは、プロジェクト内の成果や外部の成果を調査し、どの時点でどれくらいのSiCデバイスが出来るかを想定し、出口戦略W/Gでは、将来のニーズに合わせたSiCの開発をロードマップとして示していくことを目指しています。
　今年度はスマートグリッドを中心に将来のパワーエレクトロニクスのニーズを調査し、SiCのメリットの活かせるアプリケーションの発掘やその需要予測を進めています。

北米スマートグリッド調査の狙い
　日本では、横浜市、豊田市、京阪奈地区、北九州市でスマートコミュニティのプロジェクトが推進されており、豊田市、横浜市のヒアリングを実施し、北九州市も今月実施予定です。米国では日本と様々な面で異なる環境の中でスマートグリッドの実証実験が行われており、その中で環境への意識の高いカルフォルニア州、ハワイ州の調査を実施しました。
　自動車チームでは、EVやPHV（プラグインハイブリッド）といった、車がらみの取り組みについて調査を実施しました。スマートグリッドチームは、電力系統の川上から川下までの企業を幅広く調査しました。

行ってみて判ったこと
　日本でも、そういう傾向はありますが、スマートグリッドを推進している人達は、パワーエレクトロニクスのハードについてほとんど知識がなく、あるものを使うというスタンスだと言うことです。ですから、SiCと言っても認知されておらず、いいものが使えれば使うと言うスタンスです。
　環境対応車についても、一般ユーザーは、価格にシビアで安ければ買うと言うスタンスで、かつてカルフォルニアでHVが良く売れたのは、カープールレーンの走行許可をもらえる特典のおかげだったと言うことが良くわかりました。
　実証実験に耐える製品を早く提供できるようになること、十分に価格競争力のあるデバイスを大量に供給できることが大事で、今回のプロジェクトの重要性を再認識しました。

意外だった発見
　今回の訪問では、シボレー（GM）、日産、ホンダ、トヨタのディーラーを飛び込みで訪問し、VOLT、LEAF、INSIGHT、PRIUSがどのように売られているか見てきました。
　今後、EV、PHV、HVがどれくらいのペースで売れていくのかを探ることが目的です。
　VOLTやLEAFはメーカーが鳴り物入りで売り出したのですが、一般のディーラーでは盛り上がっていません。LEAFはネットで完売しているので店頭ではポスターがあるだけでした。VOLTは、一部の店でしか取り扱っていない状況です。 それに対して、ハワイの電力会社では、LEAFやPRIUSのPHVを一刻も早く大量に導入して欲しいとの要望を受けました。スマートグリッドの実証実験には、EV、PHVが必要なのですが、一般のユーザーが購入したくなる車が無かったのです。
　当面、本格的な一般ユーザーへの普及は無さそうですが、スマートグリッドの実証実験、社会実験などの用途では強いニーズが今後も世界各地から出てきそうです。

米国調査を終えて
　今回、好転に恵まれ、冬とは思えない暖かい日が続きました。ハワイでもビーチでのんびり出来るかと思いきやスケジュールが詰まっており、帰る日の早朝にビーチを少し散歩するのがやっとでした。
　あわただしい調査ではありましたが、実際に米国でスマートグリッドを推進している人達、環境対応車を販売している人達と話をすることで、我々がやらなければいけないことが見えてきた気がします。
　これからも積極的に調査を進め、このコラムにも投稿していきたいと思っています。

 

『欧州のパワーエレクトロニクス関係プロジェクト03』の画像