DX/GX両立に向けたパワーエレクトロニクス次世代化加速事業

令和8年度要求・要望額

14億円
(新規)

電力変換・制御技術であるパワーエレクトロニクス（パワエレ）の次世代化加速による社会全体の省エネ化を促し、喫緊の課題であるDXとGXが
両立した社会の実現に貢献する。

背景・課題
○ パワエレは、電力変換・制御技術の総称であり、電化・情報化が進む現代社会
の基盤技術。現在のパワー半導体市場の９割はSiであり、次世代パワー半導体
（SiC、GaN）への置換えによる大きな省エネ化ポテンシャルが存在。
○ 生成AIの登場やAIデータセンター需要の急伸によって、消費電力量が急増
（2030年には世界のAI関連の計算に消費する電力が日本の年間総消費電力
量を超えると予測）。DXに伴う電力需要を賄うことが困難に陥る可能性。
〇 気候変動への対策としてGX社会の実現が喫緊の課題となる中、DX/GXを
両立させ、我が国の産業競争力強化と持続的な社会の発展を実現するためには、
次世代パワー半導体の力を引き出し社会全体の省エネ化を図ることが必要。

Si/GaNの損失比
左図）GaNパワーデバイスの利点
現在、高耐電圧用途に主に用いられている
Si-IGBTを基準に、これをGaN-MOSFET
に置き換えると仮定すると、電力損失を
約７分の１に低減できる。さらに、GaNは
高周波動作に適した材料特性を持ち、
パワエレ機器の大幅な小型化にも寄与する
ことが期待されている。

【政策文書における記載】 パワー半導体や次世代半導体の利活用については、超高効率の次世代パワー半導体（GaN、SiC、Ga₂O₃等）の実用化に向けて、研究開発を支援するとともに（中略）次世代パワー半導体の実用化・
普及拡大を進める。 ＜地球温暖化対策計画（令和７年2月 閣議決定）＞

事業内容
我が国発のGaNパワーデバイス作り込み技術の高度化と次世代GaNパワエレの実現に
向けた課題を突破するため、INNOPEL事業におけるこれまでの成果を踏まえた更なる
取組を実施。GaNパワーデバイス（トランジスタ・ダイオード）の実装により世界の
AIデータセンターの電力効率が改善されたと仮定すると約60TWｈ（日本の年間総消
費電力量の約5%相当）の省エネ化が達成されると試算。
① GaNパワーデバイス作り込み技術
INNOPELで大きなブレイクスルーがあったイオン注入技術を完成させるため、世界初の
GaN専用高温高圧アニーリング装置を開発。 さらに、イオン注入技術を応用して、
超低損失なデバイス構造（超接合構造※）等の作り込み技術を確立。
※結晶中にp型半導体の性質を持つ部分とn型半導体の性質を持つ部分を交互に形成した構造

①GaNパワーデバイス
作り込み技術
・世界初の６インチ対応GaN専用高温
高圧アニーリング装置(※)を開発

試験デバイス提供

・我が国が開発したGaNイオン注入技術
の完成
・電力損失の要因の一つである通電時の
抵抗（オン抵抗）の更なる低減に
向けたデバイス作製技術の確立

② GaNパワエレ機器トータルとしての実証
パワエレ機器トータルとしての複雑な最適化問題を効率的に解決してGaNパワーデバイス ※半導体結晶に不純物を導入（イオン
注入）した後に、加熱して活性化する
の潜在力を引き出すため、AI・数理分野の知見・技術を取り入れつつ、研究者がチーム
装置
を組んでGaN用に最適化された回路・受動素子等を新たに開発するとともに、
GaNパワエレ実機を試作・検証。
（参考）文部科学省「革新的パワーエレクトロニクス創出基盤技術研究開発事業（略称：INNOPEL）」
(令和2～7年度)
・パワエレ回路システム、GaN等の次世代半導体パワーデバイス、受動素子の３領域を設定し、研究開発を推進。
縦型GaNパワーデバイスの実証（見込み）等の成果。
・PDやPOのマネジメントによって、領域横断的な連携を促進。分野の異なる研究者同士の自主的な連携も始まる
など、統合的な研究開発環境の素地が形成。

②GaNパワエレ機器
トータルとしての実証

性能要求の
フィードバック

ポテンシャルを引き出すための回路設計・
受動素子の開発とシステム統合化研究
（具体的テーマ）
AIデータセンター用サーバー電源システム
⇒AI処理用チップの高性能化に伴い
サーバーラック当たりの消費電力量が
増加。
現在の技術では、必要な大電力を
扱うために電源システムの大型化を
避けられない。小型で大電力を制御
できるパワエレ機器が求められている。

【事業スキーム】
国

委託

大学・国立研
究開発法人等

 支援対象機関：大学、国立研究開発法人等
 事 業 期 間：令和８～12年度（5年間)

（担当：研究開発局環境エネルギー課）

24