MOSFETとは ゲートの電圧で電子の通り道を開け閉めする、最も多く作られるトランジスタ
MOSFETは、ゲートにかけた電圧で電流を入り切りするトランジスタで、CPUの計算の素子にも電源の部品にも使います。独インフィニオンの2026年9月期のSiC(炭化ケイ素)のパワー半導体の売上は7億ユーロで、前の期より10%増えました。
- MOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)は、ゲート、ソース、ドレインの3つの端子を持つトランジスタです。
- CPUやメモリの中の数十億個のトランジスタも、電源で電力を変える部品も、MOSFETの仲間です。
- 電源向けのパワーMOSFETは、シリコンのほか、高い電圧に強いSiCやGaNでも作ります。
- インフィニオンは、2027年9月期のSiCの売上が10億ユーロを大きく超えると見ています。
MOSFETは、ゲートと呼ぶ電極にかけた電圧で、電流の通り道を開けたり閉じたりするトランジスタです。名前は、金属(Metal)、酸化膜(Oxide)、半導体(Semiconductor)を重ねた構造から来ています。今の半導体で最も多く作られている素子で、使い道によって大きさと作り方が大きく違います。
ゲートの電圧で通り道を作る
MOSFETには、電流が入るソースと、出ていくドレインがあり、その間の半導体の上に、薄い絶縁の膜をはさんでゲートが載っています。ゲートに電圧をかけると、膜の下に電子が集まり、ソースとドレインの間に電子の通り道(チャネル)ができます。電圧をやめると通り道は消え、電流は止まります。
ゲートは絶縁の膜で隔てられているため、操作にほとんど電流が要りません。この性質が、多数の素子を並べても電力を抑えられる理由です。電子で動くnMOSと、正の電荷で動くpMOSを組にしたものをCMOSと呼び、CPUやメモリの回路の基本になっています。
計算用とパワー用
| 項目 | 計算用(ロジック) | 電源用(パワーMOSFET) |
|---|---|---|
| 役割 | 0と1の計算、記憶 | 電力の変換、モーターの駆動 |
| 大きさ | ナノメートル単位、1チップに数十億個 | 1チップに1素子のものが多い |
| 形の工夫 | FinFET、GAA(ゲートで四方を囲む) | 溝の中にゲートを埋める縦型の構造 |
| 材料 | シリコン | シリコン、SiC、GaN |
計算用のMOSFETは、小さくするほど1枚のウエハーから多くの回路が取れ、速く動きます。小さくなりすぎて電流が漏れる問題に対し、通り道を板の形にしたFinFET、さらにゲートで四方を囲むGAAへと形を変えてきました。
電源用のパワーMOSFETは、電流を縦に流す構造にして、大きな電流を扱えるようにしています。シリコンのパワーMOSFETは、サーバーやパソコンの電源など比較的低い電圧で使います。より高い電圧ではIGBTか、SiCで作るMOSFETを使います。SiCのMOSFETは電気自動車のインバーターや、データセンターの電源に広がっています。
作っている会社の数字
独インフィニオンは11月10日の決算説明で、7〜9月期の車載部門の売上の伸びは主にマイコン、スマートパワーの部品、MOSFETによるものだと説明しました。SiCのパワー半導体の2026年9月期の売上は7億ユーロで、前の期より10%増えました。2027年9月期は10億ユーロを大きく超えると見ています。会社は11月9日に、300mmのウエハーでSiCのパワー半導体の素子を作ったと発表しました。
米オン・セミコンダクターのパワー半導体の部門(PSG)は、SiCとシリコンのMOSFETなどを扱います。7〜9月期の売上は8億8,990万ドルで、前年同期比21%増えました。全社の売上の約52%です。日本ではローム、東芝、三菱電機、富士電機などがパワーMOSFETを作っています。
| 会社 | 対象 | 期間 | 売上 |
|---|---|---|---|
| インフィニオン | SiCのパワー半導体 | 2026年9月期 | 7億ユーロ |
| インフィニオン | 車載部門 | 2026年7〜9月 | 20億8,900万ユーロ |
| オン・セミコンダクター | パワー半導体の部門(PSG) | 2026年7〜9月 | 8億8,990万ドル |
関連する用語
- IGBT:MOSFETの入り口とバイポーラの通り道を組み合わせた、高い電圧向けの素子。
- GAA:ゲートで電子の通り道を四方から囲む、最先端の計算用のMOSFETの形。
- SiC:炭化ケイ素。シリコンより高い電圧と熱に強いパワー半導体の材料。
オン・セミコンダクターは、10〜12月期の売上を17億1,500万〜18億1,500万ドルと予想しています。
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