窒化ガリウム(GaN)電力半導体ウエハー 写真=onsemi

AIデータセンター向け需要の拡大を背景に、電力半導体市場で値上げの動きが広がっている。低価格攻勢でシェアを伸ばしてきた中国メーカーが価格引き上げに転じ、韓国ではSiC(炭化ケイ素)やGaN(窒化ガリウム)の8インチ(200mm)化を軸に量産体制の前倒しが進む見通しだ。韓国政府も南部圏を中心に、公共ファブインフラの高度化と研究開発支援を本格化させる。

8月13日の業界関係者によると、中国の電力半導体メーカーは最近、顧客に対して10〜25%の値上げを通知した。Texas Instruments(TI)やInfineonなど世界大手も、10〜20%の引き上げ方針を示している。キウム証券は、低価格を武器に市場を広げてきた中国勢が価格決定力を持ち始めたことを示す動きだと分析している。

背景にあるのは、AIデータセンター由来の需要増だ。キウム証券によれば、AIサーバー向け部材の供給逼迫は、GPUからメモリ、CPU、FC-BGA基板へと広がり、さらにMLCC(積層セラミックコンデンサー)や電力半導体にも波及している。NVIDIAが進める800VDCアーキテクチャへの移行も、電力半導体の搭載量を押し上げる要因とされる。

データセンター側の要求も強まっている。チップやアーキテクチャ単位の消費電力が増える中、周波数や負荷変動の制御安定性が課題になっているためだ。対策として、ワイドバンドギャップ電力半導体を活用したDCブロックや半導体変圧器(SST)などへの関心が高まっている。

こうした価格上昇局面で、コスト構造を見直す有力な手段が8インチ化だ。業界によると、8インチウエハーは従来の6インチに比べてチップ生産量が約1.9倍となり、コストを30%超引き下げられる可能性がある。中国はすでに8インチ量産体制を整えており、12インチ技術の開発も並行して進めている。

韓国勢でも量産計画の具体化が進む。Samsung Electronicsは、8インチGaNの受託生産ラインを今年第2四半期から本格稼働させる見通しだ。第3四半期には平面構造のSiC MOSFETサンプル量産も見込まれている。DB HiTekは今年下半期にGaNファウンドリーの量産を開始する見通しで、SK keyfoundryは650V GaN高電子移動度トランジスタ(HEMT)の素子特性を確保している。

一方で、世界では事業再編の動きも出ている。TSMCはAI需要への対応を優先し、300mm先端プロセスと先端パッケージングに経営資源を集中させるため、2027年7月までにGaN受託生産事業を段階的に終了する方針を決めた。関連技術はグループ会社のVISへ移管された。

市場予測も上方修正の流れにある。Fortune Business Insightsは、SiC電力半導体市場が2025年の40億2000万ドル(約6030億円)から2034年には186億1000万ドル(約2兆7915億円)に拡大し、年平均成長率は17.7%になると予測する。TrendForceは、GaN電力半導体市場が2023年の2億7000万ドル(約405億円)から2030年には43億8000万ドル(約6570億円)へ拡大し、年平均49%で成長すると見込んでいる。

ただ、8インチ化は単純にウエハー径を大きくすれば済む話ではない。SiCはシリコンより硬度が高く、インゴットの薄片化や表面を平坦化するCMP(化学機械研磨)の難易度が高い。さらに、電力半導体では高純度結晶層を形成するエピタキシャル成長が重要で、エピ層が厚いほど耐圧は高まる。イオン注入も常温では難しく、1700℃以上の高温熱処理でイオンを活性化させる必要がある。加えて、チップ背面を電極とする垂直構造が多いため、ウエハー背面を薄く削る工程も欠かせない。大口径化で理論上の原価低減効果が見込めても、これらの工程で欠陥率を抑えられなければ、その効果は相殺される。

韓国国内では、SiC電力半導体の需要をけん引する中核顧客が十分に育っていないとの指摘もある。InfineonやSTMicroelectronicsのように設計から製造まで一貫して手掛けるIDM(総合半導体メーカー)が不在で、ファウンドリー中心の産業構造では、顧客の安定した発注量を確保しなければライン稼働率を高めにくい。このため産業通商資源部は、今回のロードマップで電気自動車や防衛産業、電力網、データセンターなどの需要企業と連携した全周期統合型R&Dを打ち出した。

政府の支援も動き始めた。産業通商資源部は4月、次世代電力半導体フォーラムを開催し、次世代電力半導体産業育成ロードマップの進捗を公表した。同ロードマップには、素材から素子、モジュール、システム実証までを結ぶ全周期統合型の大型R&D企画と、地域拠点を軸としたインフラ整備方針が盛り込まれている。

拠点となるのは南部圏だ。産業通商資源部は、釜山の電力半導体特化団地内にある公共ファブインフラを高度化するほか、浦項や羅州など既存の公共インフラで蓄積した実証データを民間企業の量産プロセスに活用できるよう支援する計画だ。ユアンタ証券によると、政府は化合物半導体開発に2025年から2031年までの間に2601億ウォン(約286億円)を投じる。

産業通商資源部先端産業政策官は、「電力半導体を巡る世界のサプライチェーン再編が加速する中、化合物半導体を重点開発課題として推進し、南部圏の電力半導体イノベーションベルトを中心に、関係省庁とともに産業育成のエコシステムを構築する」と述べた。

韓国政府は次世代電力半導体を「超革新経済プロジェクト」の重点課題に位置付け、大型R&D企画を進める方針だ。ク・ユンチョル副首相兼企画財政部長官は6月、非常経済本部会議兼経済関係閣僚会議を主宰し、「超革新経済プロジェクト推進状況および今後の計画」を議論したと明らかにした。会議では、電力半導体が小型モジュール原子炉(SMR)、オンセンサーAI、ヒューマノイドロボット向けアクチュエーター、二次電池とともに実証支援対象に含まれ、政府は来年から成果創出を本格化させる方針を示した。

キーワード

#電力半導体 #SiC #GaN #AIデータセンター #8インチ #公共ファブ #産業通商資源部
Copyright © DigitalToday. All rights reserved. Unauthorized reproduction and redistribution are prohibited.