GX 추진과 EV 보급을 지원하는 파워 반도체의 진화. 그 토대를 지지하는 소재 개발의 현상에 다가가는-2페이지째

기타 일렉트로닉스 반도체 자동차 관련

2024/07/05

생성 AI의 보급에 의한 전력 소비를 파워 반도체가 억제한다

아베: 덧붙인다면 에너지 절감이라는 대국의 요구도 있습니까?

미나미가와: 그렇네요. 전세계 전력 절감은 긴급한 도전입니다. 특히 이동성의 EV 시프트가 중요합니다.

EV의 동력인 모터를 제어하는 파워 반도체의 수요가 지금 급증하고 있습니다. 특히 중국이 세계의 EV 시장을 소 귀 하려고 움직이고 있는 것도 박차를 가하고 있습니다.

2030년에는 신차 판매에 있어서의 엔진 구동과 모터 구동의 비율은 대략 반반이 될 것으로 예측하고 있습니다.

EV 성장률은 조금 둔화하고 있습니다만, 그 만큼을 HV나 PHEV가 커버하고 있기 때문에, xEV(전동차) 토탈의 예측으로서는 그다지 변하지 않는다고 생각합니다.

덧붙여 보통 내연기관 자동차의 반도체 탑재 금액은 1대당 약 600달러(9만엔) 정도, 최근 테슬라 등의 EV차는 대체로 1600달러~2500달러로 3~4배나 됩니다. 동력의 모터화와 ADAS 등에 의한 전장화가 그 요인입니다.

아베：모빌리티 이외의 파워 반도체의 동향에 대해서, 용도나 시장 요구를 가르쳐 주시겠습니까?

미나미가와: 모빌리티에 이어 기대되고 있는 시장이 재생 가능 에너지입니다. 예를 들면 태양광 발전의 송전이나 전력 저장시에 필요한 파워 반도체가 컨버터입니다. 또 향후 기대되는 마켓으로서, 자동차 이외의 모빌리티, 예를 들면 비행기나 배도 내연 기관으로부터 모터로 시프트하는 흐름이 나올 것이다.

또한 스마트 홈과 스마트 빌딩도 유망합니다. 집이나 빌딩의 기능을 스마트화하여CO₂와 사용 전력을 삭감하는, 그 때도 파워 반도체가 활약합니다.

센서로 감지하여 무인이 되면 조명을 떨어뜨리거나 에어컨의 온도 설정을 자동으로 조정하는 등의 상태입니다.

아베: 그것은 친숙한 주제입니다.

여담입니다만, 2024년 4월에 이전한 다나까귀금속 그룹의 신사옥은, 종래의 건물에서 필요한 에너지 소비량의 51% 삭감이 평가되어 「ZEB(Zero Energy Building) ready」의 기준을 클리어한 건물이에요.

아베: 최근 전력 소비량으로 화제의 데이터 센터의 동향에 대해 물어볼 수 있습니까?

미나미가와: 중요한 포인트입니다. 생성 AI는 인터넷이 도입되었을 때와 같은 정도의 임팩트가 있다고 합니다. 인터넷에 의해 우리의 생활이나 일의 방법도 크게 바뀌었습니다만, 그것과 같은 일이 일어날 것으로 생각됩니다.

현재 GAFAM(Google, Amazon, Meta, Apple, Microsoft)은 생성 AI 서비스를 일반적으로 사용할 수 있는 수준으로 만들기 위해 자사의 데이터 센터에서 방대한 학습을 하고 있습니다.

예를 들어 학습용 AI 데이터 센터 1동에서 원자력발전소의 약 절반의 전력이 사용되고 있습니다. 아마 향후 2~3년이 데이터 센터의 건축 러시가 될 전망이다. 현재 전 세계 소비 전력의 약 5%가 데이터 센터용이지만, 2030년경에는 약 8%까지 올라갈 것으로 예측되고 있습니다.

3% 상승은 결코 작지 않습니다. 전력 수요와 공급 밸런스의 여유가 없어지면 정전이 일어나기 쉬워 각국에 영향을 미칠 것이다. 그러므로 전력 절감은 중요한 기술 과제입니다.

아베：생성 AI의 학습은, 연산 처리가 많기 때문에 방대한 전력이 필요하다고 하는 것입니까?

미나미가와：그것도 물론입니다만, 발생한 열의 냉각으로 전체의 30~40% 정도의 전력이 사용되고 있습니다.
공냉, 수냉 모두 모터가 필요하고, 그 회전 제어를 파워 반도체가 실시하고 있습니다. 또 전력 소비가 큰 데이터 센터이기 때문에, 전원은 크고, 교류와 직류의 변환이 항상 행해지고 있습니다.

전력의 변환 효율은 현재 95~96%로 알려져 있으며, 5% 정도가 열로서 손실되고 있습니다. 이 전력 변환 효율을 높이는 것도 전력 반도체의 기술 과제 중 하나입니다.

다음 페이지 "SiC" "GaN"을 사용한 차세대 ......

< 1 2 3 4 5 >