次世代半導体素材GaNの挑戦 の商品レビュー

天野浩(著者)

2021/09/04

青色発光ダイオードの開発でノーベル賞を受賞された名古屋大学の天野浩先生が、ご自身の研究対象である窒化ガリウム(GaN)との出会いから、現在の研究の状況、さらにはGaNを含む半導体技術の活用などにより、我々の生活がどのように便利になるかまで、わかりやすく紹介された本。

論文重視の傾向や大学の基盤経費の減など、研究を巡る最近の課題についても触れてある。ここに書かれているように"日本の研究力はまだ強い"と信じたいが、国は手遅れにならないうちに手を打つ必要があるだろう。

他方、天野先生ご自身は、"大学で研究したことやその成果は、必ずビジネスにつなげたい。そして、我々が生活する地球全体が、より良い方向に進む手伝いをしたい"と思い続けてこられたとのこと。工学分野に限らず、これからの研究者に必要な意識だと思う。

2021/07/31

窒化ガリウム（GaN）の入門書として。
広い視座。単なる技術開発ではない。世界の人々を豊かにすることをイメージした研究。
半導体が拓く未来のイメージと日本の研究の希望。

◯GaNの特長
　１光る
　２高電圧に強い
　３動作速度が早い
→LED、大電力パワーデバイス、高出力・高周波デバイス

◯超小型LEDの実現により全色表現できる
→フィルター不要→ディスプレイの薄型化→透過率改善→省エネ化
ex.スマートフォン消費電力半分程度→バッテリー長時間化
ex.ウェアラブルデバイスのディスプレイへの応用

◯シリコン半導体では太陽光発電端から利用までで25％の電力損失、これを1/8にできる
　→シリコン半導体はスイッチ損失・電導損失でそれぞれ５％の損失（パワコン・ACアダプタ・変圧等）
　→GaNはそれぞれ0.75%

◯高電圧直流給電

◯モーター駆動のインバータの小型・軽量化により、インホイール型モータを実現（発熱が小さく、高温でも動作）
→車内空間の拡大、四輪独立制御による操舵性向上

◯飛行機のトルクアシストによる燃料消費削減

◯高周波性能に着目したワイヤレス電力伝送
→ドローンの活躍範囲の飛躍的拡大

◯窒化アルミニウム・ガリウム（AlGaN）の深紫外光による殺菌・ウイルス不活性化
→発展途上国での飲水確保

・名古屋大に世界唯一のGaN専門施設
エネルギー変換エレクトロニクス実験施設（C-TEFs）

2020/08/16

GaNは今や次世代から現世代技術へと移り変わるほどに世の中に普及した材料である。青色LEDの量子効率は100%に近づき、電気と光を物理限界に迫る高効率で変換する素子となり、人々の暮らしを変えることができた。自分も天野先生の考えのように、エンジニアを目指すのは人々の暮らしをけるような技術に携わりたいと思ったからで、技術者の原点はそういうところなのでしょう。技術的にはこの本に真新しいことはなかったが（一般向けだからしょう）、天野先生の窒化物半導体を研究題材として選び、実用化に至るまでのいくつかのストーリーと、将来に向けた取り組みが紹介され、賛同する方は寄付をという方向で締められている。山中教授も同様の取り組みをされているが、次の世代を育成する、環境を整えるというのが成功者の次の使命なのだろう。私も本を買うことで間接的に寄付になったかしら。技術は移り変わるものですから、GaNに囚われることなく次世代の方はあらゆる方向で新しい革新を生み出してほしいものですね。

2020/06/06

ノーベル物理学賞受賞者による、次世代半導体素材の窒化ガリウム（GaN）の入門書。著者が取り組まれている将来のイノベーションを産むための企業と連携したプロジェクトについても紹介。
仕事に関わる可能性があるため購入。平易な内容で、GaNについて全く知見のない方にとっての1冊目としては有用。ただし技術的な深堀りは少なく、詳しくなるためには2冊目が必要と感じた。ちなみに本書の構成につき、GaNについて記載された箇所がばらけていたが、前半にGaNの内容をまとめた方がよかったと思う。