GaNの話

人型ロボットは、人間の動きを模倣するように設計されており、幅広い用途で市場が大きく成長しています。モーター制御は、ロボットにおける重要な設計要素であり、この記事では、基本的なパワー・アーキテクチャと、中核部品を構成するパワー・エレクトロニクスの要件を概説すると共に、Efficient Power Conversion Corporation（EPC）が提供しているソリューションの例を紹介します。

米ゴールドマン・サックスの調査レポートによると、人型ロボットの世界出荷台数は、2025年までに約1万5000台から2万台に達し、今後10年間の年平均成長率（CAGR）は40%を超えると予測しています。SFの世界から現実の世界へと移行するこの技術競争において、モーター駆動回路の高周波化、小型化、熱管理能力は、成功の鍵となる要素となります。この記事では、人型ロボットのパワー・アーキテクチャと、その中核となるパワー・エレクトロニクス部品の技術要件を概説し、業界をリードするEfficient Power Conversion Corporation（EPC）が提供するGaNソリューションを例に挙げて解説します。

この記事は元々、米EE Times誌に掲載されました。

パワーMOSFET市場は規模が大きく、確固たる地位を築いており、2027年までに約140億ドル規模に達すると予想されています。この市場は一般的に、40 V以下、40～200 V、600 V以上の3つの電圧範囲に分けられます。200 V以下の領域が市場全体の約75%を占めています。この領域には、AI（人口知能）サーバー、48 Vのパワー・コンバータ、ロボット、自律型機械など、Efficient Power Conversion（EPC）のターゲット用途の大部分が集中しており、GaN技術の採用にとって重要な戦場となっています。GaN技術は、高効率、高電力密度、システム設計の単純化に注力することで、現代の電力変換システムにおけるシリコンの実現可能な代替品として確固たる地位を築きつつあります。

モナコで開催された独Bodo’s Power SystemsのWide Band Gap Forumにおいて、EPCの共同創立者でCEO（最高経営責任者）のAlex Lidow（アレックス・リドウ）は、GaNに関する議論の方向性を決定づけ、パワー半導体における50年の経験に基づいて、窒化ガリウム（GaN）の大きな利点を強調しました。米テキサス・インスツルメンツ、米Navitas Semiconductor、独インフィニオン・テクノロジーズ、東芝、独フォルクスワーゲン、三菱電機の専門家らと共に講演し、AI（人工知能）データセンターや人型ロボットから自動運転車やLidar（光による検出と距離の測定）に至るまで、低電圧・高周波システムにとってGaNが優れた選択肢であると位置付けました。高電圧分野ではSiCが依然として主流ですが、GaNがすでに負荷点（POL：Point-of-Load）電源をはじめとするさまざまな分野を変革しつつある費用対効果の高い技術であると強調しました。