NTT-AT、第2回　パワーエレクトロニクス技術展に出展

～GaN（窒化ガリウム）FETを搭載した省電力製品を展示～

NTTアドバンステクノロジ株式会社（以下：NTT-AT、本社：東京都新宿区、代表取締役社長：伊東　匡）は、7月26日（水）から28日（金）まで東京ビッグサイトで開催される「TECHNO-FRONTIER 2023」“第2回　パワーエレクトロニクス技術展”に、GaN（窒化ガリウム）FETを搭載した省電力、カーボンニュートラルに役立つ製品を中心に出展します。

■展示会概要
日時：7月26日（水）～28日（金）（リアル展示）、10:00～17:00
（オンライン展：8月1日（火）10:00～25日（金）17:00）
場所：東京ビッグサイト 東展示棟　小間番号3F-23
主催：一般社団法人日本能率協会
入場：無料 （完全事前登録制）
https://www.jma.or.jp/tf/techno/electronics.html

■展示品の概要
NTT-ATは、NTT研究所の技術を活かしたGaN半導体エピタキシャルウエハ（以下、GaN）を全世界に向けて販売しています。このGaNを使って製造したFET（GaN HEMT※1）を搭載することで、消費電力削減を実現した製品ラインナップの拡充を進めており、本展示会では、USB充電器（PD（パワーデリバリー）、以下PD）やLED電灯向け90W出力の電源ユニット（以下、PSU）を展示いたします。
※1　HEMT：高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor）

■展示品の技術的ポイント
GaNは、白色LEDの材料として、世の中に広く知られていますが、パワーデバイスとしての活用も進んでおり、これからの低炭素社会を支える低消費電力デバイスとして期待されています。
近年では、GaN HEMTを搭載したPDは、小型で大出力を実現できる製品として、スマートフォンやタブレット、一部のノート型パソコンの充電器として利用が進んでいます。小型で持ち運びしやすく、スマートフォンやパソコンの充電を同時に１台でまかなえることから、出張時などに利用されることも多くなってきています。
また、LED街路灯向けの90W出力のGaNデバイス搭載の電源ユニットは、消費電力の削減とCO2の削減に効果があることを、弊社実証実験にて確認しています。この実証実験では、従来のナトリウムランプ街灯からGaN搭載電源および照明コントロール施策を施したLED街灯に交換することで、年間の消費電力を最大で37％削減。さらに、このモデルケースを用いて、1000本のナトリウム街灯から同数のLED街路灯に交換した場合、年間11トンのCO2削減が可能との試算ができます。
昨今の深刻化する地球温暖化に対して、日本でも、2050年を目途に、温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするという脱炭素社会実現をめざしており、そうした社会課題の取り組みへの貢献も期待されます。

パワー半導体の分野では、シリコンを材料としたデバイスが広く使われていますが、窒化物半導体を含む化合物半導体はシリコンの物性値を大きく上回るため、素子開発、実用化が進められています。
GaNは、シリコンと比較して、導電損失が低いこと、高速応答性に優れることから、パワーデバイス自身で消費され、熱に変換される電力がシリコンデバイスと比較して小さくできること、すなわち、高効率のパワーデバイスが実現できることが大きな特徴としてあげられます。また、排熱量が小さくなることで熱設計に余裕ができ（例えば、ヒートシンクの小型化の実現）、スイッチング速度を高速化できることから（例えば、キャパシタやインダクタの小型化の実現）、製品全体の体積を小さくできることも大きな特徴です。
NTT-ATは、NTT研究所の技術をもとにGaN製造技術向上に継続的に取り組んでおり、高い均一性、低いパーティクル密度（製造時の微細な塵の量が少ない）を特徴としています。このエピタキシャルウエハを用いて製造されたGaNパワーデバイスを製品に搭載することにより、電力の有効活用領域を広げ、二酸化炭素排出量の削減に貢献していくことに取り組んでいます。

■出展製品
◆65W出力　USB充電器（PD）

 https://keytech.ntt-at.co.jp/environ/prd_4030.html

・GaN HEMTを搭載した小型・高出力のUSB充電器（PD）
・USB TypeC　×　2　の出力ポート
・プラグは折りたたみ式で携帯しやすい形状
・38mm×29.5mm×66mm（プラグ折りたたみ時）、130gのコンパクト設計

◆LED電灯向け90W出力の電源類

 https://keytech.ntt-at.co.jp/environ/prd_4040.html

・GaN HEMTを搭載した90W出力のLED街灯向け電源（PSU）
・入力電圧　100VAC～305VAC、47Hz～63Hz
・出力電圧　24VDC～48VDC（出力電流　1A～2A）
・平均効率　＞90％（230VAC）、PF　＞0.95（230VAC,50Hz Full Load）

◆DC-DCコンバータユニット
・GaN HEMTを搭載した絶縁型フルブリッジDC-DCコンバータ基板

■関連サイト等
NTT-AT公式サイト（TECHNO-FRONTIER 2023ページ）
https://www.ntt-at.co.jp/eventseminar/event/2023/detail/e_20230726-2/
「TECHNO-FRONTIER 2023」“第2回　パワーエレクトロニクス技術展”公式サイト
https://www.jma.or.jp/tf/techno/electronics.html