3. 材料と応用のマッピング:どの用途にどの材料を使うのか?
本節では、前章で示した物性データをもとに、用途に応じた最適材料の選定例を解説します。
📌 材料選定の基本ロジック
観点 |
評価軸 |
使用される材料 |
耐圧 |
スイッチのブロック耐圧 |
SiC > GaN > Si |
スイッチ速度 |
高周波・高速応答性 |
GaN > SiC > Si |
熱放出性 |
熱伝導と冷却のしやすさ |
Diamond > SiC > Si |
放射線耐性 |
宇宙・原子力領域 |
Diamond◎、GaN◯、SiC△ |
成熟性・コスト |
製造インフラとの親和性 |
Si◎、SiC◯、GaN△ |
🔧 主要応用領域と材料の組み合わせ
応用領域 |
特徴・要求 |
主な採用材料 |
電気自動車(EV) |
高耐圧・高電流・高温・高信頼性 |
SiC MOSFET |
5G・RF電源 |
高速スイッチ・高効率・小型化 |
GaN HEMT |
データセンター |
電源効率化・発熱対策 |
GaN FET、次世代SiC |
宇宙機器 |
放射線耐性・極端環境 |
ダイヤモンド FET(研究段階) |
産業用電源 |
高耐圧と堅牢性の両立 |
SiC or IGBT(用途による) |
レーザー・光デバイス |
青紫外光対応・高出力 |
InGaN、AlGaN(関連技術) |
🧭 材料選定の構造化マップ(作成予定)
以下のような「応用 × 要求特性 × 材料」マトリクスを /images/
に追加予定:
応用 → 材料 ↓ |
EV |
5G |
宇宙 |
DC電源 |
光デバイス |
Si |
△ |
× |
× |
◯ |
× |
SiC |
◎ |
△ |
△ |
◎ |
× |
GaN |
△ |
◎ |
◯ |
◎ |
△(LD等) |
Diamond |
△(将来) |
× |
◎(将来) |
△ |
× |
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