丰田认真推进SiC功率半导体，设置专门生产线并做实车试验【2】

由丰田与电装、丰田中央研究所共同开发（a、b）。在广濑工厂设置了专用生产线（c）。已开始将SiC功率半导体配备在实车上进行实验（d）。（图和照片均来源于丰田）

2013年12月，丰田在其电子设备与半导体核心开发基地——广濑工厂（爱知县丰田市）内新设了SiC专用洁净车间。还参加了技术研究联盟“新一代功率电子研究开发机构”（FUPET）受日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）委托的SiC开发项目。将通过自行开发和生产，积累与SiC半导体相关的技术经验。丰田将与电装等企业共享经验，以早日使SiC半导体实用化，并促使量产瓶颈——成本大幅降低。

损耗只有硅半导体的1/10

功率半导体是混合动力车的核心元件。由于该元件用来处理马达的驱动能量与制动时的再生能量，因此其损耗与车辆的燃效直接相关。SiC功率半导体的损耗只有现有硅产品的约1/10。

而且，使用SiC功率半导体，还可以将PCU内的升压电路与DC-AC逆变器的线圈及电容器小型化（图2）。这是因为SiC功率半导体可使开关频率提高到硅产品的10倍即100kHz。结果可使PCU的体积缩小到硅产品的1/5。同时还有助于降低成本。

图2 通过提高频率，使线圈和电容器的尺寸缩小

上面为配备功率半导体的PCU（动力控制单元）的电路构成。将电压由200V提高至650V的升压电路和DC-AC逆变器均使用线圈及电容器，这些线圈和电容器占据了很大体积。改用SiC功率半导体之后，如下面的图所示，可以提高开关频率，实现线圈和电容器的小型化。（该图来源于丰田）

但现状是SiC功率半导体的成本比硅产品“高出一位数”（第3电子开发部部属主任担当部长滨田公守），会导致成本大幅上升，因为在混合动力车使用的半导体中，功率半导体的用量最大（图3）。丰田期望让半导体行业参与SiC产品化进程，来获得SiC晶圆的量产效果。

图3 功率用途的半导体的用量最大