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Hitachi

株式会社 日立ハイテクノロジーズ

解説サイト「半導体の部屋」

パワーデバイス(半導体)

パワー半導体
パワー半導体

 CPUやLSIといった半導体が主に「演算」や「記憶」を行うのに対して、電気の制御や変換をするのがパワーデバイスです。半導体というとICを想像するかもしれませんが、パワーデバイスは、ICよりも大きな電圧、電流を扱える半導体です。たとえば、電車の走行で電力を制御しているのはインバータという電源回路ですが、そこには「GTO(ゲートターンオフサイリスタ)」や「IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)」と呼ばれるパワーデバイスが組み込まれています。1秒間に数百回から数万回も電源のオンとオフを行い、さらに数千ボルトという高い電圧を扱えるパワーデバイスだからこそ新幹線の走行も可能になっているのです。
 今日、私たちの日常生活に欠かせないエアコンや冷蔵庫、電子レンジ、炊飯ジャー、液晶テレビといった家電製品はもちろん、地球温暖化対策には欠かせないハイブリッドカー、燃料電池、太陽電池や風力発電などにも、効率の良いIGBTをはじめとするパワーデバイスが組み込まれたインバータが使われています。

MEMS(メムス、Micro Electro Mechanical Systems)

MEMSセンサー
MEMSセンサー

 MEMSとは、センサー、アクチュエーター、電子回路といった微小機械要素部品を、シリコンウエーハの上に作り込んだ超小型システムで、LSI(半導体)の製造技術を応用した微細加工技術で作られます。MEMSはさまざまな製品の超小型化に貢献しています。たとえば、プロジェクタのデジタルマイクロディスプレイ(DMD)や、インクジェットプリンタのヘッド部にある微小ノズル、ジャイロスコープ、圧力センサー、加速度センサー、流量センサーなどの各種のセンサーなどがあります。また、医療用として血液検査チップやカテーテルなどにも応用されています。
 MEMSの最大の特徴は、従来のLSIが平面上に電子回路を集積していたのに対して、立体的に積み上げる積層技術によって、電気的な機能ばかりでなく、メカニカルな機構をウェーハ上に大量に作れる点にあります。これにより、LSIのさらなる高性能化、大容量化を実現することが可能になります。今後、MEMSによって、センサー等のデバイスは、一層の小型化、低消費電力化を実現することが期待されています。