株テーマ：ＧａＮ（窒化ガリウム)半導体の関連銘柄
ＧａＮ（窒化ガリウム)半導体関連株。ＧａＮ（窒化ガリウム)半導体は、サーバ電源から自動車・電装分野へと拡大すると見られている。経産省はパワー半導体の消費電力を2030年までに半減させるため、ＧａＮ（窒化ガリウム）など新素材の研究開発に補助金を出す。シリコン半導体より電力ロスを十分の一に低減し、ハイブリッドカーに適用した場合、走行距離を1割延ばす可能性がある。最近の研究ではＥＶのモーター制御に応用した場合、最大67％の電力消費削減に成功した例もある。ＧａＮ（窒化ガリウム)半導体＝電力制御半導体と見れば理解しやすい。2050年までの二酸化炭素排出ゼロに向けて、電力消費を抑制するキラーコンテンツの可能性がある。
窒化ガリウム半導体はＥＶで直流電気を交流電気に変えるインバーターに応用した場合、エネルギーが大幅に減ることが期待されているが、200ミリウエハーで価格が100万円するため、普及には100分の1以下へのコストダウンが必要とされている。
富士経済は、2022年5月にGaNパワー半導体の世界市場規模が2022年は39億円、2030年は305億円になるとの予測を発表した。電動車の走行可能距離の延長やバッテリーの小型化を目的に、2024年頃から採用が本格化する見通し。
豊田合成とパウデックは、8キロワットの電力を100万分の1秒以下で切り替えられるパワー半導体モジュールを共同開発したと報じられた。窒化ガリウムに独自技術を組み合わせ、パワートランジスタと呼ばれる部品を開発したとしている。現時点では24キロワットの電力を同じ速さで制御できる。
シリコン半導体をハイブリッド向けに供給する富士電機ＨＤはＧａＮ（窒化ガリウム）の量産化技術を持つ古河電気工業と組み、新型半導体の開発を目指す。住友電気工業は５Ｇ基地局用アンテナ部品にシリコンではなく窒化ガリウムを採用しており、５Ｇ基地局向けに需要が急増している。Ｍｉｐｏｘは次世代パワー素子向け化合物など微細表面加工の液体研磨剤大手。新電元工業は、大容量で高速安定動作を可能にするＧａＮパワーモジュールを開発。ＧａＮ基板では、住友電気工業、三菱化学、サイオクス（住友化学子会社）の寡占状態。
ロームは、パワーデバイスの世界的リーダー「Ｇａｎシステムズ社」と2018年6月に協業を開始。両社のパッケージング技術を用いてＧａｎデバイスに最適な製品を共同開発し、共同生産も視野に入れている。またロームは、世界的な電源メーカーである台湾のデルタ電子と次世代半導体ＧａＮ（窒化ガリウム）パワーデバイスの開発・量産における戦略的パートナーシップを締結した。
ロームは、制御パルス幅を従来の9ns（ナノセカンド）から業界最高となる2nsまで大幅に向上することに成功し、制御ＩＣに搭載することで、ＧａＮデバイスが持つ性能を最大限まで引き出す超高速駆動制御ＩＣ技術の確立に成功した。
信越化学は半導体基板に使うシリコンウエハーの世界最大手で、米国の素材メーカのクロミス開発した素材を使用し、ＧａＮ（窒化ガリウム）を使う製法で、従来の4倍の面積にウエハーを大型化できるという。ＧａＮ基板は次世代半導体材料として期待が高く、５Ｇで使う高周波の電波にも対応出来るため、基地局や電子部品への採用を目指す。2020年1月からGaN基盤・関連製品の開発を本格化している。
住友電工は５Ｇを進化させた携帯電話通信網「５Ｇ＋」向けに、ＧａＮ（窒化ガリウム）デバイスの次世代品を10月にも投入する。既に５Ｇ向けでは世界シェア７割を占めているが、ＧａＮデバイスはＳｉ（シリコン）デバイスよりも高い周波数帯域で使われるため、通信網の高度化でさらに需要が増加する見込み。
住友電気工業は、５Ｇ基地局向けのＧａＮ（窒化ガリウム）半導体を米国でも生産する。投資額は数十億円で、日米二極生産で生産量を倍増させる。ファーウェイ向けが減少するため、エリクソンやノキアなどに供給すると見られる。
三菱電機は、2020年7月に5G基地局用GaN増幅器モジュールの小型・効率化技術を開発。2023年6月に1台のGaN増幅器で4GからBeyond 5G/6Gまで対応する基地局用GaN増幅器を開発したと発表した。GaNデバイスの採用で基地局の省エネに貢献する。
日本製鋼所は、三菱ケミカルと共同て窒化ガリウム（GaN）単結晶基板の量産に向けた実証設備を日本製鋼所室蘭製作所に建設し、実証実験を開始する。GaN基板の大きさは2インチ止まりで、用途も限定的だったが、両社は気相成長法に変わる液相法による大口径化を図り、4、6インチの基板量産設備を完成させた。2021年11月には4インチGaN結晶の成長を確認。2022年度初頭からの市場供給を開始する予定。2025年頃をめどに月産1000枚程度の体制を整える。日本製鋼所は、人工水晶製造用の圧力容器で国内シェア100％であり、大口径・高品質・低コストGaN基板の製造技術の開発を進めてきた。
住友化学は、窒化ガリウム（ＧａＮ）エピタキシャルウエハー向けの単結晶基板で5年以内に100億円の売り上げを目指す。4インチサイズの販売を現状の3倍強に伸ばす他、6インチサイズの単結晶基板も開発した。住友化学は、2015年に日立金属の窒化ガリウム基板・エピウエハ事業を買収しており、開発を加速していた。５Ｇでは、信号を効率よく増幅できる特徴を持つ窒化ガリウムエピウエハーが基地局向けなどに需要増加が見込まれる。
オキサイドは、2021年6月30日から、GaN薄膜単結晶の成長に適した新材料単結晶基板「SAM」のサンプル出荷を開始する。GaNの製造で一般的に使用されるサファイアより格子定数・熱膨張率のミスマッチが小さく、従来よりも高性能なGaNの実現が期待できるとしている。サンプル出荷を新たな受注開発への糸口とし、事業拡大を狙う。
