豐田認真推進SiC功率半導體，設置專門生產線并做實車試驗【2】

由豐田與電裝、豐田中央研究所共同開發（a、b）。在廣瀨工廠設置了專用生產線（c）。已開始將SiC功率半導體配備在實車上進行實驗（d）。（圖和照片均來源于豐田）

2013年12月，豐田在其電子設備與半導體核心開發基地——廣瀨工廠（愛知縣豐田市）內新設了SiC專用潔凈車間。還參加了技術研究聯盟“新一代功率電子研究開發機構”（FUPET）受日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）委托的SiC開發項目。將通過自行開發和生產，積累與SiC半導體相關的技術經驗。豐田將與電裝等企業共享經驗，以早日使SiC半導體實用化，并促使量產瓶頸——成本大幅降低。

損耗只有硅半導體的1/10

功率半導體是混合動力車的核心元件。由于該元件用來處理馬達的驅動能量與制動時的再生能量，因此其損耗與車輛的燃效直接相關。SiC功率半導體的損耗只有現有硅產品的約1/10。

而且，使用SiC功率半導體，還可以將PCU內的升壓電路與DC-AC逆變器的線圈及電容器小型化（圖2）。這是因為SiC功率半導體可使開關頻率提高到硅產品的10倍即100kHz。結果可使PCU的體積縮小到硅產品的1/5。同時還有助于降低成本。

圖2 通過提高頻率，使線圈和電容器的尺寸縮小

上面為配備功率半導體的PCU（動力控制單元）的電路構成。將電壓由200V提高至650V的升壓電路和DC-AC逆變器均使用線圈及電容器，這些線圈和電容器占據了很大體積。改用SiC功率半導體之后，如下面的圖所示，可以提高開關頻率，實現線圈和電容器的小型化。（該圖來源于豐田）

但現狀是SiC功率半導體的成本比硅產品“高出一位數”（第3電子開發部部屬主任擔當部長濱田公守），會導致成本大幅上升，因為在混合動力車使用的半導體中，功率半導體的用量最大（圖3）。豐田期望讓半導體行業參與SiC產品化進程，來獲得SiC晶圓的量產效果。

圖3 功率用途的半導體的用量最大