シリコンから炭化ケイ素チップへの世界的移行を加速させる日米供給契約
Scott Foster
Asia Times
July 7, 2023
日本の車載用チップのトップメーカーであるルネサスは、パワー半導体の製造に使用される炭化ケイ素ウェハーの世界的な大手メーカーである米国のウルフスピード社と10年間の供給契約を締結した。
両社は、電気自動車（EV）と充電インフラ、再生可能エネルギー発電と蓄電、産業用モーター制御やその他の電力管理など、急速に拡大する需要に対応する野心的な計画を持っている。
ルネサスからの20億米ドルの保証金は、ノースカロライナ州におけるウルフスピードの能力拡張計画を支援する。一方、ウルフスピード製ウエハーの供給保証は、ルネサスの日本におけるパワーデバイス製造を支援する。契約は7月5日、東京のルネサス本社で調印された。
ウルフスピードのCEOであるグレッグ・ロウは、「自動車、産業、エネルギーの各分野で炭化ケイ素の需要が急増しており、シリコンから炭化ケイ素への世界的な移行をリードするためには、ルネサスのような最高クラスのパワー半導体顧客を持つことが決定的に重要です」と述べている。
ルネサスの柴田英利CEOは、「ウルフスピードとのウエハ供給契約は、ルネサスに高品質な炭化ケイ素ウエハの安定的かつ長期的な供給基盤を提供します。これにより、ルネサスはパワー半導体の製品ラインナップを拡充し、お客様の多様なアプリケーションに対応できるようになります。ルネサスは、加速する炭化ケイ素市場において、キープレイヤーとしての地位を確立していきます。」と語った。
シリコンと比較して、炭化ケイ素は、より高い電圧への耐性、より広い温度範囲と振動への耐性、より長いデバイス寿命を通じて、より高いエネルギー効率と信頼性を提供する。生産量の増加と価格の下落に伴い、炭化ケイ素の使用は電源管理システムのコスト削減にもつながるはずだ。
ウルフスピード（旧クリー）は、35年以上にわたって炭化ケイ素ウェハーとパワーデバイスを製造してきた。また、無線周波数デバイスや窒化ガリウム材料も製造している。同社の製品は通信インフラ、衛星通信、航空宇宙、防衛分野で使用されている。
2022年4月、ウルフスピードは世界初の200mm（8インチ）炭化ケイ素ウェハ工場をニューヨークに開設。2022年9月、同社はノースカロライナ州に大規模な炭化ケイ素材料施設を新設する計画を発表し、2030年までに生産量を10倍以上に増やすことを目指している。
これは、炭化ケイ素市場の可能性に関する市場調査機関の予測に沿ったものである。
13億ドルと見積もられるノースカロライナ施設の第1段階は、2024年に完成予定である。業界筋は、炭化ケイ素ウェーハ市場におけるウルフスピードのシェアを60%以上と推定している。
200mmウェーハは、これまで炭化ケイ素の業界標準であった150mm（6インチ）ウェーハの1.7倍の大きさである。ウェーハが大きくなれば、ウェーハ1枚当たりのチップ数が増え、チップ1個当たりのコストが下がる。ウルフスピードは、まず150mmウェーハをルネサスに供給し、その後、ルネサスの生産能力増強に合わせて200mmウェーハを供給する予定である。
ルネサスは、自動車、産業、インフラ、IoT（モノのインターネット）、その他のアプリケーション向けの半導体製品を製造している。ルネサスは自動車産業向けマイクロコントローラーの世界的リーダーである。
日本企業はまた、組み込みプロセッシング、アナログ、パワーマネジメント、無線周波数、SoC（システムオンチップ）、その他の半導体技術も保有している。
2022年5月、ルネサスは旧甲府工場を改修・再開し、2024年に同工場で300mm（12インチ）シリコンウエハーによるパワー半導体の製造を開始する計画を発表した。
2025年には高崎工場で、ウルフスピードから調達したウエハーによる炭化ケイ素デバイスの量産を開始する予定である。現在、高崎工場ではシリコン・パワー・デバイスを生産している。
ルネサスは、自動車、産業、インフラ、IoTの各市場における成長を、以下の6つの買収によって加速させ、過去5年間で売上高を倍増させた：
- インテグレーテッド・デバイス・テクノロジー社（米国）は、通信、コンピューター、家電製品に使用されるミックスドシグナル半導体を製造している。
- 電源管理、Wi-Fi、ブルートゥース、産業用コンピューティング・チップを製造する英国のダイアログ・セミコンダクター社。
- イスラエルのセレノ・コミュニケーションズ社は、WiFiチップセットとソフトウェアを専門としています。
- ルネサスのMCU/MPUコア上で信号処理、機械学習、異常検知を組み合わせたソフトウェアを手がける米Reality Analytics社
- インドのステラディアン・セミコンダクターズ社：ルネサス先進運転支援システム向けSoCで、物体認識用の4Dイメージング・レーダーと電力効率化を担当。
- 近距離通信用半導体設計に特化したオーストリアのPanthropics社
これらの戦略的買収を活用し、ルネサスは現在、シリコンと炭化ケイ素の両方のパワーデバイスの大メーカーになることを計画している。
ルネサスの既存製品との相乗効果や市場の旺盛な需要は、今後の大幅な成長を示唆している。投資家もそう考えている： ルネサスの株価は今年これまでに2.3倍になっている。
2022年7月、ジョー・バイデン大統領がCHIPS法に署名する1ヵ月も前に、柴田CEOは報道陣に対し、ルネサスは米国で半導体を製造するつもりはないと述べた。
柴田CEOは、「前工程の生産（ウェハー上のチップの製造）に関しては、欧州や米国のような地域に必ずしも良い原料があるとは思っていない」と述べた。
「原料」とは、コスト高と熟練労働者の不足を意味しているようだ。半導体製造大手のTSMCがアリゾナで訴えているのと同じ問題である。
一方、ウルフスピードから炭化ケイ素ウェハーを購入することは、ルネサスにとって、日本の小規模で経験の浅いメーカーから調達するよりも商業的に理にかなっているようだ。
昭和電工、セントラル硝子、Mipox、オキサイドなどのこれらの企業は、日本の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が運営する炭化ケイ素開発プロジェクトの一員である。政府の手厚い支援にもかかわらず、ルネサスとの契約は獲得できなかった。
日本の大手パワー・デバイス・メーカーであるロームは、2010年に買収したドイツのSiCrystal社に炭化ケイ素ウェハーを依存している。SiCrystal社は他社にもウェハーを販売している。
ロームは6月29日、ドイツの電動車両駆動システムメーカー、ヴィテスコ・テクノロジーズに炭化ケイ素パワー半導体を供給する長期契約を結んだ。この契約も、政治的というよりは経済的なものであるようだ。
