パワー半導体に第三極　省エネ新素材で挑むフロスフィア

京大発スタートアップ、フロスフィアのクリーンルーム（写真=行友重治）

京都大学桂キャンパスのすぐ脇に本拠を構える京大発スタートアップ、FLOSFIA（フロスフィア、京都市）。真新しい工場のクリーンルームでは、技術者が試作品の評価に当たっていた。

人羅俊実社長は新材料でのパワー半導体の開発をけん引する（写真=行友重治）

同社は京大の藤田静雄名誉教授らが開発した半導体技術を生かし、省エネ性能の高いパワー半導体の開発に取り組む。

三菱重工業やデンソー、ダイキン工業、三洋化成工業などからも出資を受けており、累計調達額は42億円に上る。

「失敗」が生んだ第三の素材

24年にも新素材を使ったパワー半導体の量産を開始する予定で、月産200万個分の生産体制を整える。

パワー半導体の材料はこれまでシリコン（Si）が主流だったが、同社が手掛けるのは、次世代素材として注目されている酸化ガリウム（Ga2O3）の半導体だ。

パワー半導体は家電や産業機器、電気自動車（EV）などに使われる電子回路やモーターに、高圧で大容量の電力を最適な形で届ける「心臓」のような役割を担う。

新材料のパワー半導体は量産のしやすさなどが特徴だ（写真=行友重治）

パワー半導体の基板材料は現在主流のSiから、省エネ性能の向上につながる炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）への置き換えが進むが、Ga2O3はその先を見据えた「第三の素材」として注目される。

「目の前の課題解決のためSiCやGaNが使われているが、もっと大量に安く作れる技術が必要だ」と創業者の人羅俊実社長は訴える。

創業者の人羅社長（写真=行友重治）

Ga2O3の優位性はSiCやGaNよりも量産しやすく、省エネ性能も高められる点だ。

すでにデバイスレベルで電力損失がSiCの7分の1程度に下がることを確認できており、材料特性としては10分の1以下にできるポテンシャルがあるという。

同社が開発するGa2O3が誕生したのは、実は偶然だった。

従来は「β型」と呼ばれる結晶構造しか知られていなかったが、冒頭の藤田氏の研究室でミストを使った新たな結晶技術でGa2O3を作ろうとしていたら「失敗」し、たまたま同社が現在使う「α型」を見つけた。

「半導体の素材として着目されたことはほとんどなかった」（人羅社長）が、これを機に開発がスタートし、今に至っている。

発光ダイオード（LED）など産業用で使われている基板を使い、通常ガスで結晶を作る工程では水にガリウムの化合物を溶かす「ミストドライ」という新たな成膜技術を活用。安全性を高められ、安価に製造できるという。

価格面では中長期的に「シリコンと同等レベルに抑えたい」（人羅氏）と話す。

当初は家電や産業用から着手し、将来的にはEVなどへの供給を目指す。すでに中国のEVメーカーも視察に来ており、新たな商機を生み出すことになりそうだ。

（日経ビジネス　西岡杏=日本経済新聞社）

［日経ビジネス電子版　2024年3月25日の記事を再構成］

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日経記事2024.05.31より引用

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