EV用「パワー半導体」　OKIグループが寿命予測精度を向上

電気自動車（EV）シフトが進むにつれ、EVの省エネ化につながる電力制御用のパワー半導体の寿命予測の高精度化が求められている。沖電気工業はパワー半導体の寿命予測精度の向上に成功し、７月27日より「劣化・寿命連続モニタリング試験サービス」の提供を開始した。

パワー半導体とは高い電圧、大きな電流に対しても壊れないよう、通常の半導体とは違った構造を持つ半導体だ。電気の流れを制御するのが役割で、パワー半導体を使えば、電力ロスを低減でき、省エネにつながることから、EVの電力制御などで採用されている。

特にパワー半導体の中でも、シリコンカーバイド（SiC）や窒化ガリウム（GaN）などを使用したワイドギャップパワー半導体と呼ばれる半導体は、従来のシリコンパワー半導体より高電圧・高温・高速動作が可能で、高出力省エネ電源用としてEVや産業機器、鉄道車両、一般家電分野などで採用が進む。

普及拡大の一方、パワー半導体に対する安全性・信頼性確保に向けた寿命予測の高精度化が課題となっていた。

寿命予測は、半導体に高電圧の逆バイアスをかけ、内部の機能が破壊されていないこと確認する「高温逆バイアス試験」で行われるのが一般的だ。しかし、この方法では劣化や故障が発生した個数はわかっても、劣化経過やいつ故障したのか、故障時刻を正確に把握することができなかった。

沖電気では高温逆バイアス試験に、独自開発した「全自動ログシステム」を組み合わせることで、個体別に劣化経過や故障発生の常時モニタリングを可能としたことで、寿命予測精度を大きく向上させたとする。さらに、1,000V対応にすることでワイドギャップパワー半導体の試験も可能にした。また、試験期間も18%短縮できるという。

EV向けパワー半導体需要が高まるなか、沖電気では高性能なサービスを提供することで、寿命予測ニーズを取り込みたい考えだ。