200℃超で電子デバイスを動作させる技術や、熱を回収してエネルギーに変換する技術など、熱への新たな対応策の開発を電機・自動車メーカーが相次いで進めている。放熱だけの対策では、エネルギー効率のさらなる向上は見込めないからだ。熱を厄介もの扱いして逃がすだけの対策は、もう時代遅れ。熱を味方にする最新動向を紹介する。
ガソリン車をハイブリッド車並みの燃費に─。軽自動車の燃費競争に火を付けたダイハツ工業が、さらなる改善に向けて着目しているのが熱だ(第二部を参照)。「減速時の回転エネルギーを使った効率改善では差異化に限界が来る。次は熱エネルギーも回収して効率を高める」(同社 開発部(滋賀テクニカルセンター) 先端技術開発 主担当員(課長)の金允護氏)。直近の目標を達成すると、40km/Lを上回る燃費も計算上は可能だ。
パナソニックは、2015年9月、車載用アナログICのラインアップに200℃で動作するSi半導体デバイス技術(後述)を使った製品を加え、出荷を始めた。「近い将来、車載ICは、エンジンやモーターの近くの高温環境にも置かれるようになる」(パナソニック セミコンダクターソリューションズ 半導体ビジネスユニット 第一事業開発センター 第四事業開発部部長の藤阪孝誠氏)とみてのことだ。現在のデバイス動作温度(接合温度Tj)は最高150℃だが、今後、顧客の要求に合わせてパッケージやワイヤーボンディング、回路設計ライブラリーなども高温対応として、最高200℃に対応させる注1)。新技術を強みに高温対応品で年間数百億円規模の売り上げを目指す。
熱を意識した技術開発を進めているのは両社だけではない。高温対応デバイスや実装手法、そして熱を生かしてエネルギーに変える手法の開発を多くの企業が進めている。これまで逃がすことに主眼が置かれていた熱関連技術の開発は、高温を受け入れ、さらに生かす方向へと変わってきた(図1、図2(a))。