この記事で分かること
- SiC半導体とは：炭素とシリコンの化合物を用いた次世代素材です。従来のシリコン製に比べ、電力損失を大幅に削減し、高温・高電圧にも強いため、機器の省エネ化と劇的な小型化を実現します。
- 車載に適した理由：電力損失が極めて少なく、EVの航続距離を約5〜10%向上させます。また、高電圧に耐え熱にも強いため、急速充電への対応や冷却装置の小型化が可能になり、車両全体の軽量化と省スペース化に直結します。
- 車載用以外の用途：鉄道、エアコン、データセンター、太陽光発電など多岐にわたります。三菱電機がこれらを進める理由は、自社の鉄道や家電製品に組み込むことで製品競争力を高める（内製シナジー）とともに、EV市場の変動に左右されない安定した収益基盤を築くためです。
三菱電機のSiC半導体の領域拡大戦略
三菱電機は、成長著しいSiC（シリコンカーバイド）パワー半導体において、先行する車載（EV）向けだけでなく、自社の強みを活かせる「産業・インフラ・民生」の3領域へ戦略的に拡大を続けています。
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00771438
2026年現在は、熊本県の新工場（泗水工場）での試作開始や、最新の「トレンチ型SiC-MOSFET」のサンプル提供など、量産体制と技術革新の両面で攻勢を強めているフェーズです。
SiCパワー半導体とは何か
SiC（シリコンカーバイド）パワー半導体とは、従来のシリコン（Si）に代わり、炭素（C）とシリコン（Si）の化合物を材料に用いた次世代のパワー半導体です。
パワー半導体は、電気を「交流から直流に変える」「電圧を変える」といった電力の制御・供給を担う、いわば機器の「筋肉」のような役割を果たします。SiCはこの役割を劇的に進化させることができます。
1. SiCの圧倒的なメリット
従来のシリコン製と比較して、主に以下の3つの強みがあります。
- 電力損失が極めて少ない（省エネ）
- 電力を変換する際のロス（熱として逃げるエネルギー）を大幅にカットできます。電気自動車（EV）なら、同じバッテリー容量でも航続距離を5〜10%伸ばすことが可能です。
- 熱に強く、冷却装置を小型化できる（省スペース）
- Siは150℃程度が限界ですが、SiCはより高温でも安定して動作します。また、熱を逃がす能力（熱伝導率）が高いため、これまで巨大だった冷却ファンや水冷システムを簡素化でき、機器全体を劇的に小型・軽量化できます。
- 高い電圧に耐えられる（高耐圧）
- 絶縁破壊強度（電圧に対する強さ）がSiの約10倍あります。これにより、薄い素子でも高い電圧を扱えるようになり、さらなる低抵抗化（＝低損失化）が実現します。
2. 構造の比較と仕組み
SiCがなぜ優れているのか、その物理的な理由は「バンドギャップ」の広さにあります。
| 特性 | シリコン (Si) | シリコンカーバイド (SiC) |
| バンドギャップ | 約1.1 eV | 約3.3 eV (約3倍) |
| 絶縁破壊電界 | 0.3 MV/cm | 3.0 MV/cm (10倍) |
| 熱伝導率 | 1.5 W/mk | 4.9 W/mk (約3倍) |
- バンドギャップが広い：電気が漏れにくく、高温でもスイッチ機能が壊れません。
- 薄く作れる：高い電圧に耐えられるため、素子を薄く設計できます。薄いと電気が通りやすくなる（抵抗が下がる）ため、発熱が抑えられます。
3. デメリットと課題
非常に優秀なSiCですが、普及に向けた課題も存在します。
- 製造コストが高い：SiCはダイヤモンドの次に硬いと言われるほど硬く、結晶を作るのも加工するのも非常に困難です。そのため、チップの価格は従来のSi製の数倍になります。
- ウエハの欠陥：大きな結晶を高品質で作ることが難しく、製造過程で欠陥が生じやすい（歩留まりが低い）という課題があります。現在、各メーカーは「8インチ（200mm）ウエハ」への大口径化によるコストダウンを急いでいます。
4. 主な活用シーン
現在、最も注目されているのはEV（電気自動車）ですが、それ以外にも「大電力」を扱う場所で次々と導入されています。
SiC（シリコンカーバイド）パワー半導体とは、炭素とシリコンの化合物を用いた次世代素材です。従来のシリコン製に比べ、電力損失を大幅に削減し、高温・高電圧にも強いため、機器の省エネ化と劇的な小型化を実現します。
車載用に適している理由は何か
SiCパワー半導体が電気自動車（EV）などの車載用に適している理由は、主に「航続距離の向上」、「充電時間の短縮」、「車両の軽量・小型化」の3点に集約されます。
三菱電機などのメーカーがこの分野に注力するのは、SiCがEVの性能を決定づける「心臓部」になるためです。
1. 航続距離が伸びる（電力損失の低減）
従来のシリコン（Si）製に比べ、電気を変換する際のエネルギーロスが劇的に少なくなります。
- 低損失： インバーター（電池の直流をモーター用の交流に変える装置）での損失を50%〜70%以上削減できます。
- 効率アップ： これにより、同じバッテリー容量でも走行距離を5%〜10%程度伸ばすことが可能になります。
2. 急速充電と高電圧化への対応
次世代EVでは、充電時間を短くするために「800V」などの高電圧システムへの移行が進んでいます。
- 高耐圧特性： SiCはシリコンの10倍の電圧に耐えられるため、高電圧環境下でも安定して高速なスイッチング（電気のオンオフ）が可能です。これにより、超急速充電にも無理なく対応できます。
3. クルマを軽く、広くできる（熱に強く小型）
車載設計において、スペースの確保と軽量化は至上命題です。
- 冷却装置の簡素化： SiCは高温でも動作し、熱を逃がす能力も高いため、これまでの巨大な冷却用ラジエーターや水冷システムを大幅に小さくできます。
- 部品の小型化： 高周波での動作が得意なため、周辺部品（リアクトルやコンデンサ）も小型化でき、車内空間を広げたり、車両重量を軽くしたりできます。
システム全体でのコストメリット
単体のチップ価格はSiCの方が高いですが、「バッテリーを小さくできる」「冷却システムを簡略化できる」という車両全体の視点で見ると、トータルコストを抑えられるため、テスラをはじめとする多くの自動車メーカーが採用を急いでいます。
SiCは電力損失が極めて少なく、EVの航続距離を約5〜10%向上させます。また、高電圧に耐え熱にも強いため、急速充電への対応や冷却装置の小型化が可能になり、車両全体の軽量化と省スペース化に直結します。
車載以外にはどのような用途があるのか
三菱電機がSiCパワー半導体において「車載以外」の用途を強化し、それを戦略の柱に据える理由は、自社製品との相乗効果（シナジー）とリスク分散、そして技術的優位性の維持にあります。
2026年現在、同社は熊本県の新工場（泗水工場）を軸に、以下の戦略を展開しています。
1. 車載以外の主な用途
SiCの「高効率・小型・高耐圧」という特性は、大電力を扱うあらゆる分野で破壊的な革新をもたらします。
- 鉄道・社会インフラ
- 用途: 新幹線（N700S等）や地下鉄の駆動用インバーター。
- 効果: 電力損失を大幅に減らし、冷却装置を小型化することで車両を軽量化。三菱電機は世界に先駆けてフルSiCインバーターを鉄道に導入した実績があります。
- 産業機器・再生可能エネルギー
- 用途: 工場用ロボット（FA機器）、太陽光・風力発電の電力変換器（パワーコンディショナー）。
- 効果: 24時間稼働する設備の電力コストを削減し、脱炭素（GX）に貢献。
- 民生・家電
- 用途: 高効率エアコン（霧ヶ峰等）やデータセンターの電源ユニット。
- 効果: 待機電力や稼働時のロスを最小化。特にAI需要で電力不足が懸念されるデータセンターでの需要が急増しています。
2. 三菱電機が「車載以外」も進める3つの理由
① 自社製品への組み込み（垂直統合モデル）
三菱電機は半導体メーカーであると同時に、鉄道車両、空調設備、産業ロボットの総合電機メーカーでもあります。
- 自社の半導体を自社製品に使うことで、製品全体の性能を底上げし、他社には真似できない「省エネ性能」を武器に市場シェアを確保できます。
② EV市場の変動に対するリスク分散
車載市場は巨大ですが、世界的なEV普及ペースの鈍化や価格競争など、外部環境の変化が激しいのが特徴です。
- 鉄道や電力インフラ、データセンターといった「長期的に安定した需要」がある分野を並行して開拓することで、市況に左右されにくい収益構造を築いています。
③ 高付加価値・高耐圧領域での独占
車載向け（主に400V~800V）に比べ、鉄道や電力インフラは数千ボルト級の超高耐圧が求められます。
- この領域は参入障壁が非常に高く、長年の実績を持つ三菱電機の独壇場となりやすいため、高い利益率を維持することが可能です。
三菱電機の2026年戦略
三菱電機は、2025年後半に竣工した熊本の泗水工場で、世界標準となる「8インチウエハ」による量産準備を進めています。
| 分野 | 狙い |
| 車載 | 成長の「量」を追う（EV・急速充電） |
| 非車載 | 利益の「質」と「安定」を追う（鉄道・産業・家電） |
用途は鉄道、エアコン、データセンター、太陽光発電など多岐にわたります。三菱電機がこれらを進める理由は、自社の鉄道や家電製品に組み込むことで製品競争力を高める（内製シナジー）とともに、EV市場の変動に左右されない安定した収益基盤を築くためです。
コメント