中国における10kV〜18kV級のSiC MOSFETおよびインバータ開発状況

中国における10kV〜18kV級のSiC MOSFETおよびそれを用いたインバータ開発は、国家プロジェクトとしての強力なバックアップを受け、現在世界で最も過熱している領域の一つです。

特に、鉄道（高速鉄道）と送電インフラ（スマートグリッド）という巨大な国内市場を背景に、垂直統合型の開発が進んでいます。

1. 主要なプレイヤーと開発フェーズ

中国では、国営企業が中心となり、チップ製造からシステム組み込みまでを一貫して行う体制が特徴です。

• CRRC（中国中車 / 株洲中車時代電気）

• • 状況: 鉄道車両の世界最大手であり、自社でSiCウェハ・チップ製造ラインを保有。既に3.3kVおよび6.5kVのSiC MOSFETは量産レベルにあり、10kV〜15kV級についても、高速鉄道のトラクションインバータや送電用コンバータ向けにプロトタイプの実証実験を加速させています。

  • 強み: 自社の車両に直接搭載してフィールドテストを行えるため、フィードバックループが極めて速いのが特徴です。

• State Grid（国家電網）

• • 状況: 中国の電力供給を担う巨大企業で、SST（ソリッドステート変圧器）やMVDC送電の研究に巨額の予算を投じています。

  • 開発内容: 10kV以上のSiC素子を用いた、配電網用の電力変換装置の開発を主導。Bhattacharya教授が提唱するようなトランスレス構成の商用化を急いでいます。

• StarPower（斯達半導体） / Basic Semiconductor（基本半導体）

• • 状況: 民間系の有力半導体メーカー。現在は1.2kV〜3.3kVが主力ですが、政府の「国産化代替」政策により、高耐圧モジュールの研究開発を強化しています。

2. 中国の技術的アプローチの特徴

中国の研究開発（清華大学や浙江大学を含む）には、いくつかの顕著な傾向があります。

• マルチレベルトポロジの極致:

• 18kV級の単体素子が未成熟な段階でも、3.3kVや6.5kVの素子を高度なMMC（モジュラー・マルチレベル・コンバータ）構成で積み上げ、実質的な10kV〜20kV出力を実現する制御技術に長けています。

• SiC基板（ウェハ）の自給率向上:

• 米国の輸出規制を背景に、天科合達（Tianske Heda）や天岳先進（SICC）といった企業が、高耐圧素子に不可欠な高品質な8インチSiCウェハの生産を急ピッチで進めています。

3. 2026年現在の立ち位置

米国（PowerAmerica / Wolfspeed）が10kV〜15kVの「素子単体」の性能で先行しているのに対し、中国は「巨大なインフラへの適用実績」で追い上げる構図です。

• 10kV: 一部の送電網実証プロジェクトで導入が始まっており、準商用フェーズ。

• 15kV〜18kV: 依然として研究所レベル（清華大学等）ですが、国家重点研究開発計画（863計画の後継等）の下で、試作インバータの動作報告が相次いでいます。

エンジニアとしての注目点

中国での開発状況を追う上で、以下のキーワードに注目されると、お客様の専門領域（EMC/RF設計）とリンクする最新情報が得られやすいです。

1. 「国産化率」: ゲートドライバICや高耐圧受動部品を含めた、完全な中国産サプライチェーンの構築状況。

2. 「高出力密度化」: 液体冷却技術を駆使した、極めて小型な中圧コンバータの設計。

3. 「標準化」: 中国独自の高電圧SiC試験規格やEMC基準の策定動き。

特に、中国の論文（IEEE Xplore等で清華大学のLiqiang Yuan氏などのグループを検索）では、実機での実測データが豊富に掲載されていることが多く、シミュレーションと実機の解離を埋めるための有用なリファレンスになります。

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