東芝、AIデータセンター向け高効率電源用80VパワーMOSFETを発売

東芝デバイス＆ストレージ株式会社は、U-MOS11-H製造プロセスを採用した80V NチャネルパワーMOSFET「TPM1R408RH」の出荷を開始した。本製品は、産業機器向けスイッチング電源の最適化を目的として設計されており、特に人工知能（AI）データセンターや通信基地局を支える半導体サプライチェーンをターゲットとしている。

半導体サプライチェーンの最適化と熱管理
AI処理の急速な普及により、設備インフラにはより高い電力密度と電磁干渉（EMI）の低減が求められている。電源ユニット内で発生するエネルギー損失は、システム全体の消費電力に直接影響を与えるだけでなく、必要な冷却負荷も増加させる。

導通損失とスイッチング損失のバランスが取れたパワー半導体を採用することで、設備運用者は熱設計を改善し、電力データエコシステムをより効率的に管理することができる。

抵抗低減と電圧スパイク抑制メカニズム
TPM1R408RHは、最適化された内部構造設計により、ゲート・ソース間電圧10V、ドレイン電流50A、周囲温度25℃という標準試験条件において、最大ドレイン・ソース間オン抵抗を1.4ミリオームに実現している。

この値は、U-MOS X-Hプロセスを採用した従来製品TPM1R908QMと比較して26％の抵抗低減を示している。

さらに、ドレイン・ソース間オン抵抗と総ゲート電荷の積で算出される性能指数（Figure of Merit：FoM）を約45％低減し、205.2ミリオーム・ナノクーロンから112ミリオーム・ナノクーロンへと改善した。

また、内部デバイス構造はスイッチング動作時にドレインとソース間で発生する電圧スパイクも抑制する。この機能により電磁干渉が低減され、設計のやり直しを最小限に抑えるとともに、二次フィルタ回路やスナバ回路の統合を簡素化できる。

パッケージ技術とシミュレーション環境
本製品はSOP Advance Eパッケージを採用しており、従来のSOP Advance Nパッケージと比較して、パッケージ抵抗を65％、熱抵抗を15％低減している。

これらの物理的改善により、発熱が抑制され放熱性能が向上するため、より小型な電源アーキテクチャの開発が可能となる。

システム統合評価向けに、東芝は迅速な機能検証用のG0 SPICEモデルと、過渡特性を高精度で再現するG2 SPICEモデルを提供している。

さらに、オンライン回路シミュレーションプラットフォームにより、エンジニアリングチームはローカルソフトウェアのインストールやデバイスモデルのダウンロードを行うことなく、標準的なWebインターフェースを通じて動作パラメータを検証できる。

この製品ラインアップの継続的な拡充は、産業機器の連続運転における総消費電力の削減を目的としている。

追加情報
本セクションでは、元の製品発表には含まれていない技術仕様および競合比較について説明する。

80V NチャネルパワーMOSFET市場では、Infineon Technologiesやonsemiなどのメーカーが、通信機器やデータセンター向け電源用途を対象とした競合製品を展開している。

InfineonのOptiMOS 5およびOptiMOS 6シリーズ（80V対応）は、標準的な5×6ミリメートルの表面実装パッケージにおいて、1.2～1.8ミリオームのドレイン・ソース間オン抵抗を実現しており、SOP Advanceパッケージ製品と直接比較可能である。

同様に、onsemiはシールドゲート構造のPowerTrench 80V MOSFETを提供しており、1.5ミリオームクラスのオン抵抗を実現し、スイッチング損失と放熱性能の最適化を図っている。

これらの製品の評価基準は、オン抵抗と総ゲート電荷を組み合わせた性能指数（FoM）と、パッケージの熱抵抗に重点が置かれている。これらの要素が、サーバー電源ユニットにおける冷却要件と最大電力密度を決定するためである。

Natania Lyngdoh（Induportals編集者）による編集。AI支援を使用。

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