図1　�Z載、パワー半導��、セキュリティのチップに�咾�Infineon　出�Z：Infineon Technologies

Infineonは、パワー半導��では2位以下を倍以�岼�き�`している絶���槐vである(図1)。クルマ��半導��においても1位のNXPの�x場シェア12.0%に�瓦靴�11.2%とその差を詰めてきた。同社がシリコンMOSFETの新型パッケージを発表しながら、GaNでもSiCでも�攵�を始めている。さらに引き�`す狙いだ。

現在、新型コロナウイルスの影�xにより�Hくのクルマメーカーが���櫃筌疋ぅ弔旅�場での�攵�を停�Vしている。OEMのクルマメーカーの�攵�が�Vまるとティア1、ティア2などのサプライヤも連鎖的に出荷できない。クルマ��の半導��にとってまさに冬の時代である。しかしInfineonは2021�Q完成の300mmウェーハプロセス工場の�n働に�△�、シリコンのパワー半導��で放�X性を20%あるいは30%改��した�\術を発表している。

同社がOptiMOSと�}ぶパワーMOSFETでは、ソースダウン実�△砲茲辰謄�ン�B�^を30%、�X�B�^を20%も下げた�\術を開発した。これまでのパワーMOSFETでは、シリコン基���笋縫疋譽ぅ鹵嫉劼�あり、表�C�笋縫宗璽垢肇押璽箸鮴澆韻�、そのままドレインをリードフレーム�屬房��△靴討�た。この構�]をさかさまにして、ソース�笋縫侫薀奪箸蔽嫉劼鮴澆�、このソース端子�笋�下にくるようにパッケージする(図1)。このQFNパッケージをそのままプリント�v路基��に実�△任�る。ドレイン端子もやはりフラットなリードでプリント基��に�Dり��けられる。

図2　ソースダウンパッケージ（下の図）で効率を20〜30%�屬欧拭―儘Z：Infineon Technologies

この構�]にすると、チップを少し�jきくできるため、オン�B�^を下げることができたという。3mm×3mmのPQFNパッケージにアセンブリした耐圧25Vの����ではオン�B�^が0.5mΩとなった。

さらにこの構�]のメリットは、プリント�v路基��に実�△垢襪肇宗璽甲嫉劼��v路基��表�Cに直�Tしているため、�v路基��のソース電極�笋妹Xを逃がすためのサーマルビアを7〜8カ所も設けることができるため、�X�B�^も下がる。��来の1.8K/Wから1.4K/Wに下がったとしている。オン�B�^、�X�B�^の両�CからパワーMOSFETの効率が�屬�るため、3mm×3mmの小さなパッケージに、25V��から150V��まで、0.65mΩから22mΩまでの����を��て収めることができた。

もう�kつ、常識を�戮好僖錙�MOSFETのパッケージを開発した。表�C実�▲織ぅ廚離僖錙�MOSFETでは基��の裏�笋吠��Xフィンを�Dり��けなければならなかった。表�C積の�jきなシリコン基���笋離疋譽ぅ鹵嫉劼鬟廛螢鵐��v路基��に直接�Dり��けていたためだ。そこで、これも逆転の発�[で、やはりフラットなメタルのソース端子をリードフレームに�Dり��けた後、ガルウイングを真逆に曲げて、ソース金�鐫嫉劼����笋爐�出しにするモールド封�Vを行う(図3)。

図3　ガルウイングの端子を逆に折り曲げ、ソースに放�Xフィンを�Dり��けた　出�Z：Infineon Technologies

この構�]は3端子をプリント基��に�Dり��けると、表�Cのソース金�鐫嫉劼吠��X��を�Dり��けられるようになる。電気的には放�X��と絶縁するためのTIM（Thermal Interface Material）を介して、パワーMOSFETから�Xを逃がす。��来のドレイン基��だとドレイン端子から�v路基��を通してチップの�Xが放�X��まで到達していたが、新パッケージだとソース�笋�ら放�Xフィンに直接、�Xを逃がすことができる。これによって�X効率が�屬�り、パワーMOSFETの効率が高くなり、小型にできる。また、プリント�v路基��の���Cから放�Xできるため、裏�C�笋��p動����を実�△任�るというメリットもある。

シリコンのパワーMOSFETだけではなく、GaN HEMT（High Electron Mobility Transistor）トランジスタは、サーバー��電源から�c�效�のパソコンやスマートフォンの電源にまで使われ始めており、Infineonは耐圧400Vと600VのGaNトランジスタは量�����Uに入っている。サーバーでは、外�陲旅眦徹機�240V/400Vなど）の送電線から内�陲�48Vまで低下させる、AC-DC/DC-DCコンバータ��のパワー半導��が��要となる。�j電��のIGBTやパワーMOSFETはもちろん�j量に使われるが、サーバー本��を小型・低消�J電��にするためGaNの使��によって周�S数を�屬�、インダクタやコンデンサのような�jきな�p動����を小さくする電源も出てきている。

SiCは、電気�O動�Z（EV）に使われ始めているが、インバータではなくオンボードチャージャーから始まった。ここではディスクリートのSiC MOSFETが高級�Zに搭載されようとしている。EVではバッテリを直�`接��して300V��度まで��圧するため、600V以�屬旅眤儖�����が求められる。SiCをインバータに使う場合はディスクリートではなく、SiCショットキーダイオードと1�瓦砲靴�6�漢箸離皀献紂璽襪廼ゝ襪垢��気�使いやすい。3相モータでEVを�~動するためだ。ここでもSiCは高級�Zから始まるだろうと見られているが、搭載したクルマが販売されるのはこれからになる。

SiCもGaNも高�]でスイッチングするため、�p動����を小さくできるというメリットがある。小型・軽量を要求するクルマ向けにはSiCは向くが、問��はコスト。まだIGBTよりも1桁�Zく高いようだ。

Infineonが�盜�Cypress Semiconductorに提案していた�A収がこのほど完了した。Cypressには旧富士通のエンジニアが�Hく、Spansion 時代のNORフラッシュをはじめ、マイコンやアナログ�靆腓發△�、クルマ��半導��としては�_なる����は少ない。このため相乗効果は�jきく、クルマ��半導��メーカーとしてトップになる日は�Zい。