第三世代半導体の中核材料であるシリコンカーバイド（SiC）は、その優れた物理的・電気的特性により、様々な分野に大きな変化をもたらしています。以下の表は、SiCの主な用途と利点をまとめたものです。
アプリケーション分野 主なアプリケーションシナリオ シリコンカーバイド（SiC）の利点 関連技術/製品例
新エネルギー車 主駆動インバータ、オンボードチャージャー（OBC）、DC-DCコンバータ 効率の向上、走行距離の延長（報告によると最大6％8）、システムの重量と体積の削減 ハイブリッドSiCモジュール1、SiC MOSFET
充電インフラ DC急速充電ステーション 充電効率の向上、高出力急速充電のサポート、充電時間の短縮
太陽光発電とエネルギー貯蔵 PVインバータ、電力貯蔵コンバータ（PCS） 光電変換効率の向上（報告によるとSiCダイオードはシリコンベースのシステムと比較して1.5％から2％向上する可能性がある6）、システム損失の削減、電力密度の向上 SiCダイオード6、SiC MOSFET
産業用電源とデータセンター サーバー電源、通信電源、無停電電源装置（UPS） 電力効率の向上、電力密度の向上、エネルギー消費と放熱要件の削減 東芝の650V SiC MOSFET
5G通信・RFデバイス RFパワーアンプ、フィルターなど。優れた高周波、高温、高出力特性を持つ半絶縁シリコンカーバイドベースのRF半導体デバイス。
スマートウェアラブルおよびAR/光導波路：ARグラスや超薄型レンズ向け回折導波路。高屈折率、高硬度、高熱伝導性により、広視野角、フルカラー画像撮影、光学アーティファクトの除去が可能となり、デバイスの薄型化・軽量化（例：0.55mm薄型ARレンズ）やコスト削減（基板コストは将来的に大幅に低下すると見込まれる）に貢献します。12インチSiCインゴットから作製された高純度半絶縁基板と超薄型SiC回折導波路。
鉄道輸送とスマートグリッド：トラクションコンバータ、電力電子変圧器（PET）、高電圧直流送電。高い耐電圧と低損失により、システムの効率と信頼性が向上します。
シリコンカーバイドデバイスの主な種類
シリコンカーバイドは主に半導体業界で、前述のアプリケーションの基盤となる以下のデバイスの製造に使用されます。
シリコンカーバイドMOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）：新エネルギー車のメインインバータなど、高周波、高電圧、高効率が求められる用途に特に適しています。現在の技術により、低オン抵抗（例えば、Yangjie Technologyの第3世代SiC MOSプラットフォームは3.33mΩ.cm²³未満のオン抵抗を誇ります）と高温動作（例えば、InfineonのCoolSiC™ MOSFET G2シリーズは、通常動作時175℃、過負荷状態でも200℃で動作可能です）が実現されています。
シリコンカーバイドダイオード（主にショットキーバリアダイオード（SBD））：逆回復電流がほとんどないため、太陽光発電インバータやオンボード充電器などの高周波スイッチングアプリケーションに特に適しており、スイッチング損失を大幅に削減します。
シリコンカーバイドモジュール：複数のシリコンカーバイドチップ（MOSFETやダイオードなど）を集積・パッケージ化したパワーモジュール。例えば、新エネルギー車（NEV）のメインドライブモジュールは、高い電力密度と信頼性の向上といった利点を備えています。
🔧 シリコンカーバイドの主な利点
シリコンカーバイドがこれらの革命を起こす能力は、その優れた材料特性に由来しています。
高い破壊電界強度: これにより、シリコンカーバイドデバイスはより高い電圧で動作できるようになり、高電圧アプリケーションに適しています。
高い熱伝導率: 熱放散を促進し、デバイスを高温で動作させ、冷却システムを簡素化します。
高い電子飽和ドリフト速度: SiC デバイスがより高い周波数で動作できるようになり、システム内の受動部品 (インダクタやコンデンサなど) のサイズと重量が削減されます。
広いバンドギャップ: 優れた高温安定性と耐放射線性を備えた SiC デバイスを実現します。
🌐 SiC産業の現状
SiC 業界は急速な成長と拡大を遂げています。
継続的な市場成長：SiCパワーデバイス市場は、今後5年間の年平均成長率（CAGR）が20％を超え、2030年までに103億米ドルを超えると予想されています。
技術のアップグレード: ウェハー サイズは、主流の 6 インチから 8 インチ (単位コストを 30% 以上削減可能) および 12 インチ ウェハーに移行しています。
産業チェーンが徐々に改善：国内企業は基板、エピタキシー、デバイス設計、製造、モジュールパッケージングの分野で積極的に開発と進歩を進めています。
コストの傾向: 材料品質の向上、ウェーハ サイズの大型化、製造プロセスの改善、産業規模の拡大により、シリコン カーバイド デバイスのコストは徐々に低下し、より幅広い分野での大規模なアプリケーションへの道が開かれています。
💎 要約
優れた物理的・電気的特性を持つシリコンカーバイド半導体は、新エネルギー自動車、再生可能エネルギー、産業用電源、5G通信、そして民生用電子機器におけるイノベーションとアップグレードの重要な推進力となりつつあります。シリコンカーバイドデバイス（特にMOSFET）の現在の製造コストは比較的高く、プロセス要件も厳しいものの、継続的な技術進歩、産業発展、そして継続的な事業拡大により、コストはさらに低下すると予想されており、その応用展望は有望です。