電気機器性能の向上に向けた次世代パワーエレクトロニクス技術開発事業

府省庁: 経済産業省

事業番号: 0216

担当部局: 商務情報政策局 情報産業課

事業期間: 2013年〜2019年

会計区分: エネルギー対策特別会計エネルギー需給勘定

実施方法: 委託・請負、補助、交付

事業の目的

省エネの切り札とも言えるパワーエレクトロニクスについて、本事業では、パワー半導体の性能限界突破や新材料パワー半導体を駆使したアプリケーションへの応用開発を行い、現状技術の延長線上では電力変換器等のパワーエレクトロニクス機器が大型化したり、コスト高となるなど適用範囲を更に拡大し、飛躍的な省エネ化の実現が困難な状況を打開する。

事業概要

本事業では、以下について行う。
 ①SiCパワー半導体について、結晶・ウェハから素子開発、電力変換器設計等まで一貫した取り組みによる実用化の加速。(平成26年度終了)  ②新材料パワー半導体をアプリケーションに適用するため、モジュール化のための材料、設計技術、実装技術等の開発、開発したモジュール等を適用したシステムの試作、動作実証等からなる応用開発。  ③Siパワー半導体に革新的な手法を用いることによる、現状のSiパワー半導体の性能限界突破。  ④高周波動作に適する等高い材料特性を有する新材料をパワー半導体として応用するための技術開発。 (補助率:2/3、1/2)

予算額・執行額

※単位は100万円

年度要求額当初予算補正予算前年度から繰越し翌年度へ繰越し予備費等予算計執行額
2014-4,5000178-15-2614,4024,402
2015-2,500015-535282,9902,990
2016-2,150053-16242,2112,211
2017-2,2000160-1232,0932,093
20188008000008808808
20197506000000600-
Created with Highcharts 7.1.1百万円要求額当初予算補正予算前年度から繰越し翌年度へ繰越し予備費等予算計執行額201420152016201720182019-1k01k2k3k4k5kHighcharts.com

成果目標及び成果実績(アウトカム)

平成29年度までに、試作するSi-IGBTの耐圧が1,000V以上 ※平成29年度に中間目標の達成状況を確認し、最終年度目標を見直し。

試作するSi-PiNダイオードの耐圧 (目標:2019年度に3000 V)

年度当初見込み成果実績
2016- V- V
2017- V1000 V
2018- V- V

平成29年度までに、従来のSiパワー半導体と昇圧コンバータを用いた電動システムに対してPCU部の損失が▲67%以下

試作SiCモジュールのSi-IGBTに対する損失評価 (目標:2017年度に-67 %)

年度当初見込み成果実績
2016- %- %
2017- %-67 %
2018- %- %

平成29年度までに、試作するSiCパワーモジュールの耐圧が6.5kV以上

試作するSiCパワーモジュールの耐圧 (目標:2017年度に6.5 kv)

年度当初見込み成果実績
2016- kv- kv
2017- kv6.5 kv
2018- kv- kv

平成29年度までに、試作する用途を最適化した次世代モジュールにおいて製品コスト30%減

モジュールの製品コスト (目標:2017年度に30 %)

年度当初見込み成果実績
2016- %20 %
2017- %30 %
2018- %- %

平成31年度までに、SICを用いたインバータ一体型発電電動機でインバータ効率95%

インバータ効率 (目標:2019年度に95 %)

年度当初見込み成果実績
2016- %- %
2017- %- %
2018- %- %

平成31年度までに、大型結晶成長装置での新材料4インチ結晶成長を実証

結晶サイズ (目標:2019年度に4 インチ)

年度当初見込み成果実績
2016- インチ- インチ
2017- インチ- インチ
2018- インチ- インチ

平成31年度までに、ダイヤを用いた新材料パワーデバイスで高熱伝導率1200W/mKを達成

デバイスでの熱伝導率 (目標:2019年度に1200 W/mK)

年度当初見込み成果実績
2016- W/mK- W/mK
2017- W/mK- W/mK
2018- W/mK- W/mK

平成31年度までに、HEMT構造の新材料パワーデバイスでオン抵抗1.4Ωmmを達成

デバイスでのオン抵抗 (目標:2019年度に1.4 Ωmm)

年度当初見込み成果実績
2016- Ωmm- Ωmm
2017- Ωmm- Ωmm
2018- Ωmm- Ωmm

平成31年度までに、新材料パワーデバイスに向けたエピ成長炉で結晶成長速度500μm/時

結晶の成長速度 (目標:2019年度に500 μm/時)

年度当初見込み成果実績
2016- μm/時- μm/時
2017- μm/時- μm/時
2018- μm/時- μm/時

平成31年度までに、ゲート電極材料および熱処理プロセスを確立することで界面順位密度を1E11cm-2eV-1以下とする

界面順位密度 (目標:2019年度に1 1E11cm-2eV-1)

年度当初見込み成果実績
2016- 1E11cm-2eV-1- 1E11cm-2eV-1
2017- 1E11cm-2eV-1- 1E11cm-2eV-1
2018- 1E11cm-2eV-1- 1E11cm-2eV-1

活動指標及び活動実績(アウトプット)

新材料パワー半導体に係る応用開発及びSiパワー半導体の限界突破に係る提案の採択件数(累計)

年度当初見込み活動実績
201617 件17 件
201712 件12 件
20189 件9 件

「次世代Siパワーデバイス技術開発」の開発項目目標達成件数 ※各年度当初に定める実施方針に掲げる開発項目に対する目標達成度合

年度当初見込み活動実績
20166 件6 件
20176 件6 件
20186 件6 件

主要な支出先

年度支出先業務概要支出額(百万円)
2016国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構プロジェクト管理2,211
2017国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構プロジェクト管理費2,093
2018国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構プロジェクト管理費808
2016国立大学法人東京工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発635
2016富士電機株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築489
2017富士電機株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築447
2016株式会社デンソーSiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発385
2017国立大学法人東京大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発367
2018国立大学法人東京大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発367
2017三菱電機株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発286
2017株式会社デンソーSiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発278
2016三菱電機株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発192
2018株式会社日本製鋼所パワーエレクトロニクス用大口径バルク 新材料結晶の実用化開発104
2016日本ファインセラミックス株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発92
2017株式会社日本製鋼所パワーエレクトロニクス用大口径バルク GaN結晶の実用化開発91
2017三菱ケミカル株式会社パワーエレクトロニクス用大口径バルク GaN結晶の実用化開発86
2017日本ファインセラミックス株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発86
2017株式会社ACR次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージによる排熱回収システムの研究開発70
2018三菱ケミカル株式会社パワーエレクトロニクス用大口径バルク 新材料結晶の実用化開発69
2018国立大学法人九州工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発48
2017国立大学法人九州大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発47
2017デンカ株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発47
2018国立大学法人九州大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発47
2016国立大学法人東京工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発45
2016国立大学法人九州工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発43
2016国立大学法人九州大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発43
2017東京都公立大学法人新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発43
2018東京都公立大学法人新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発43
2016学校法人明治大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発42
2017DOWAエレクトロニクス株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発41
2016国立大学法人大阪大学パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開40
2017住友電気工業株式会社高効率大容量無線通信を実現する高周波GaN HEMTの研究開発40
2018株式会社ACR次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージによる排熱回収システムの研究開発40
2016デンカ株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発38
2017国立大学法人九州工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発38
2017三菱電機株式会社窒化ガリウムパワーデバイス高出力化のための高放熱構造の研究開発38
2016株式会社SOKENSiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発37
2017株式会社SOKENSiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発36
2017国立大学法人東海国立大学機構低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力GaNパワーデバイス製造プロセスの研究開発34
2017三菱マテリアル株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発34
2017国立大学法人東京工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発33
2018国立大学法人東京工業大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発33
2018国立大学法人東海国立大学機構低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力新材料パワーデバイス製造プロセスの研究開発33
2018住友電気工業株式会社高効率大容量無線通信を実現する高周波新材料 HEMTの研究開発32
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発30
2016三菱マテリアル株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発28
2018三菱電機株式会社新材料パワーデバイス高出力化のための高放熱構造の研究開発28
2016国立大学法人東京工業大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築27
2017国立大学法人東京大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築27
2016東京都公立大学法人新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発26
2018国立大学法人東北大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク 新材料結晶の実用化開発25
2016株式会社ACR次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージャによる排熱回収システムの研究開発24
2016国立大学法人大阪大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築20
2016国立大学法人京都工芸繊維大学多様な電力融通システムを実現するSiC・GaNパワーデバイスを用いたY字電力ルータ基本セルの研究開発20
2017学校法人明治大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発20
2017国立大学法人大阪大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築20
2018学校法人明治大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発20
2018国立大学法人大阪大学パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開19
2016公益財団法人鉄道総合技術研究所SiCモジュール特性を前提とした新車両主回路システムの基礎研究18
2016国立大学法人信州大学SiC/GaNパワーデバイスMHz帯スイッチングDCーDCコンバータの先導研究16
2016東京計器株式会社小型高効率GaN発振器を用いたUVーC発生装置の研究開発15
2017国立大学法人東京工業大学高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発15
2017国立大学法人東北大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク GaN結晶の実用化開発15
2017国立大学法人東北大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク GaN結晶の実用化開発15
2017国立大学法人東京農工大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク GaN結晶の実用化開発15
2016DOWAエレクトロニクス株式会社高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発14
2017国立大学法人東京工業大学高効率大容量無線通信を実現する高周波GaN HEMTの研究開発12
2017国立大学法人大阪大学パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開12
2017国立大学法人横浜国立大学パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開12
2018国立大学法人東京農工大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク 新材料結晶の実用化開発12
2018国立大学法人東北大学パワーエレクトロニクス用大口径バルク 新材料結晶の実用化開発12
2018国立大学法人横浜国立大学パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開12
2016国立大学法人九州工業大学高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発11
2016東京エレクトロン株式会社高品質かつ低コストを実現するスパッタ法を用いた窒化ガリウムエピ成長技術開発の検討11
2016学校法人早稲田大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築10
2017北九州市新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発10
2017学校法人早稲田大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築10
2017デンカ株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築10
2017マクダーミッド・パフォーマンス・ソリューションズ・ジャパン株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築10
2017国立研究開発法人産業技術総合研究所GaN物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発10
2018北九州市新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発10
2018国立大学法人東京工業大学高効率大容量無線通信を実現する高周波新材料 HEMTの研究開発10
2016国立大学法人九州工業大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築9
2016デンカ株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築9
2017国立大学法人九州工業大学高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発9
2017国立大学法人九州工業大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築9
2017国立大学法人名古屋工業大学GaN物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発9
2017国立大学法人東海国立大学機構GaN物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発9
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所新規結晶成長法の探索8
2017国立研究開発法人産業技術総合研究所低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力GaNパワーデバイス製造プロセスの研究開発8
2017大陽日酸株式会社低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力GaNパワーデバイス製造プロセスの研究開発8
2018国立研究開発法人産業技術総合研究所新材料物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発8
2016国立大学法人大阪大学SiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発7
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発7
2016東京都公立大学法人多様な電力融通システムを実現するSiC・GaNパワーデバイスを用いたY字電力ルータ基本セルの研究開発7
2017国立大学法人名古屋工業大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017国立大学法人山梨大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017富士電機エフテック株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017東京エレクトロンデバイス株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017DOWAメタルテック株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017日本軽金属株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017ナガセケムテックス株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017アルプスアルパイン株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017株式会社コージン世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2017東レ株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築7
2018国立大学法人名古屋工業大学新材料物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発7
2018国立大学法人東海国立大学機構新材料物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発7
2016富士電機エフテック株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016東レ株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016東京エレクトロンデバイス株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016DOWAメタルテック株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016日本軽金属株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016ナガセケムテックス株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016アルプス・グリーンデバイス株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016マクダーミッド・パフォーマンス・ソリューションズ・ジャパン株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築6
2016国立大学法人東海国立大学機構新規結晶成長法の探索6
2016国立大学法人東海国立大学機構新規絶縁膜形成技術の探索6
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所コンパクト加速器を実現するための超高速・高電圧パルス電源の開発6
2017国立大学法人大阪大学SiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発6
2017国立大学法人静岡大学SiCパワーデバイスを用いた超高効率車載電動システムの開発6
2017国立大学法人筑波大学GaN物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発6
2018独立行政法人国立高等専門学校機構パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開6
2018国立研究開発法人産業技術総合研究所低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力新材料パワーデバイス製造プロセスの研究開発6
2018日本酸素ホールディングス株式会社低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力新材料パワーデバイス製造プロセスの研究開発6
2016国立大学法人筑波大学コンパクト加速器を実現するための超高速・高電圧パルス電源の開発5
2017国立大学法人横浜国立大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発5
2018国立大学法人横浜国立大学新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発5
2018国立大学法人筑波大学新材料物性を最大限に発揮させる最適なパワーデバイス構造の確立とその工業的な製造プロセスに繋がる絶縁膜形成技術の研究開発5
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所窒化ガリウムパワーデバイス高出力化のための高放熱構造検証4
2016国立大学法人大阪大学SiC/GaNパワーデバイスMHz帯スイッチングDCーDCコンバータの先導研究4
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所新規絶縁膜形成技術の探索4
2017独立行政法人国立高等専門学校機構奈良工業高等専門学校パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開4
2018国立研究開発法人産業技術総合研究所新材料パワーデバイス高出力化のための高放熱構造の研究開発4
2017特定非営利活動法人YUVECパワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開3
2017国立研究開発法人産業技術総合研究所高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発3
2018特定非営利活動法人YUVECパワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開3
2016国立研究開発法人産業技術総合研究所次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージャによる排熱回収システムの研究開発2
2017国立大学法人東北大学高効率大容量無線通信を実現する高周波GaN HEMTの研究開発2
2017国立研究開発法人情報通信研究機構高効率大容量無線通信を実現する高周波GaN HEMTの研究開発2
2017国立大学法人鹿児島大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築2
2017国立大学法人群馬大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築2
2017学校法人芝浦工業大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築2
2017国立研究開発法人情報通信研究機構高効率大容量無線通信を実現する高周波GaN HEMTの研究開発2
2017国立研究開発法人産業技術総合研究所窒化ガリウムパワーデバイス高出力化のための高放熱構造の研究開発2
2018国立大学法人東北大学高効率大容量無線通信を実現する高周波新材料 HEMTの研究開発2
2018国立研究開発法人情報通信研究機構高効率大容量無線通信を実現する高周波新材料 HEMTの研究開発2
2017学校法人東京理科大学次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージによる排熱回収システムの研究開発1
2017国立大学法人信州大学世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築1
2017学校法人芝浦工業大学高出力密度・高耐圧SiCパワーモジュールの開発1
2017東京エレクトロン株式会社世界のパワエレを牽引する次世代パワーモジュール研究開発と日本型エコシステムの構築1
2018学校法人東京理科大学次世代パワーデバイスを用いた発電電動一体ターボチャージによる排熱回収システムの研究開発1
2017株式会社デンソー低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力GaNパワーデバイス製造プロセスの研究開発0
2017三菱電機株式会社新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発0
2017東芝デバイス&ストレージ株式会社新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発0
2018株式会社デンソー低不純物・高成長速度の次世代HVPE法による低価格・大電力新材料パワーデバイス製造プロセスの研究開発0
2018東芝デバイス&ストレージ株式会社新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発0
2018三菱電機株式会社新世代SiーIGBTと応用基本技術の研究開発0

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