BMW新世代EVにロームのSiC——800V化でインバータの半導体がSiからSiCへ替わる理由

ロームは2026年9月17日、SiC（炭化ケイ素）を使ったパワー半導体がBMWの第6世代電動パワートレインに採用されたと発表しました。日本のパワー半導体メーカーが、欧州プレミアムEVの主力プラットフォームに入った形です。半導体の基本は「半導体とは、電気を「通す・通さない」を切り替えられる物質」で確認できます。

インバータの中で、パワー半導体は何をしているのか

インバータとは、電池の直流をモーターを回す交流に変える装置です。電池は一方向に流れる電気しか出せません。一方、モーターは向きと大きさが周期的に変わる電気で回ります。

この変換を担うのが、インバータ内に並ぶ6個のスイッチです。スイッチの正体は、電流を通したり止めたりするトランジスタの仲間で、パワー半導体と呼ばれます。6個が順番にオンオフを繰り返し、交流に近い波形を作ります。

図1で、まず「Si（IGBT）」の状態のまま様子を見てください。6個のスイッチが黄色く順に光り、電流の粒が電池からモーターへ流れます。同時に赤い熱の粒がスイッチから立ち上ります。この熱が、損失そのものです。

損失はどこで生まれるのか

損失は、大きく2種類あります。1つ目は導通損失で、スイッチがONの間に電流が抵抗を流れて熱になる分です。電流の2乗に比例するため、電流が大きいほど急に増えます。

2つ目はスイッチング損失で、ONとOFFを切り替える一瞬に生じる熱です。切替の途中では電圧と電流が同時にかかり、その積が熱になります。切替の回数が多く、切替に時間がかかるほど損失は膨らみます。

図1の「SiC（MOSFET）」を押すと、赤い熱の粒が減り、点滅が速くなります。ヒートシンク（熱を逃がす金属の板）も小さくなります。切替が速いほど、熱の出る時間が短くなるためです。左下の「損失 大／小」は定性的な表示で、実測値ではありません。

EVが800Vになると、何が変わるのか

800V化の狙いは、同じ電力を半分の電流で送ることです。電力は電圧と電流の積なので、電圧を2倍にすれば電流は半分で済みます。BMWは第6世代eDriveで800V技術と円筒形セルの電池を採用し、充電速度と航続距離をそれぞれ約30%向上させる見込みだと公表しています。最初の量産車BMW iX3は、最大充電出力400kW、10%から80%まで21分とされています。

図1で「400V」と「800V」を切り替えてください。800Vでは電流の粒が細く、数も減ります。導通損失は電流の2乗に比例するため、抵抗が同じなら電流半分で損失は約4分の1です。配線も細くできます。

ただし、代償があります。電圧が上がるので、スイッチにはより高い電圧に耐える能力が求められます。一般に800V系では1200V級の耐圧が使われます。この「高耐圧」が、Siの弱点を浮き彫りにします。

なぜSiでは800Vが苦しく、SiCなら解けるのか

Siで高耐圧を確保するには、素子の中の電圧を支える層を厚くする必要があります。厚い層は電流にとって長い道のりで、MOSFETでは抵抗が大きくなりすぎます。そのため高耐圧のSiでは、IGBTという別の構造が主流になります。

IGBTは抵抗を低く抑えられる反面、OFFにした後もしばらく電流が残る性質があります。この「切れ残り」が切替を遅くし、スイッチング損失を増やします。図1でSi（IGBT）の点滅が遅く、発熱が大きいのは、この性質を模したものです。

SiCは物性が違います。電圧を支える力（絶縁破壊電界）がSiの約10倍とされ、同じ耐圧でも素子の層を大幅に薄くできます。薄いので、MOSFETのままでも抵抗が低く、切替も速くなります。さらにSiCは熱に強く、高温でも動作しやすい素材です。

つまりSiCは、高耐圧・低抵抗・高速を1つの素子で両立できます。冷却器を小さくでき、インバータ全体の小型・軽量化にもつながります。この仕組みは「EVもデータセンターも、電気の“ムダ”を減らす半導体で動いている」でも詳しく扱っています。

ロームは何を、どこまで供給するのか

確認できた事実は限られています。ロームは、同社のSiC MOSFETがBMWの第6世代電動パワートレイン（Neue Klasse）に採用されたと発表しました。ローム・セミコンダクターGmbH社長は、SiC MOSFETの統合がロームの車載パワーエレクトロニクスにおける技術力を示すと述べています。

一方、採用された型番・世代・搭載する機器・供給数量は明らかにされていません。BMWは第6世代のインバータが800V技術とSiC半導体を採用すると公表しています。ただし、ロームの製品がそのインバータ用だと明記した一次情報は確認できていません。

BMWへの採用は日本経済新聞が初採用と報じた（報道ベース）とされています。また、「充電400kW・航続距離3割増」は第6世代eDrive全体の数値です。ロームがSiC単独の改善率を示した事実は確認できていません。ロームの成り立ちは「SiCを世界で初めて量産した、京都発のパワー半導体メーカー」で解説しています。

日本のSiC勢は、EV向けでどこにいるのか

EV向けSiCを手がける日本勢は複数あります。ロームは2010年にSiC MOSFETを世界で初めて量産しました。三菱電機は電動車向けに自動車用SiCパワーモジュール（J3シリーズ）を展開しています。

デンソーは2023年3月、同社初のSiCインバータをレクサス「RZ」向けに発表しました。Siと比べ、特定条件で電力損失を半減以下にできると報じられています（報道ベース）。

ロームと三菱電機は、東芝との統合協議でも注目されています。背景は「東芝・ローム・三菱電機が統合へ——世界2位連合が生まれた3つの理由」にあります。車載品質の要求水準は「車載半導体が「スマホより高く・古い」のは、命がかかっているからだった」が扱っています。

今後、何を見ればよいのか

注目点は3つです。1つ目は、ロームが搭載機器や供給規模を今後明かすかどうかです。2つ目は、BMWが第6世代を他の車種へ広げる際に、SiCの採用がどこまで増えるかです。3つ目は、SiCウエハーの供給とコストです。SiCは結晶が作りにくく、ウエハー（半導体の土台となる円盤）の価格が普及の壁になってきました。

この記事のまとめ

• ロームは2026年9月17日、SiC MOSFETがBMWの第6世代電動パワートレイン「Neue Klasse」に採用されたと発表した。型番・搭載機器・数量は明らかにされていない。
• インバータの損失は、切替の瞬間に生じるスイッチング損失と、ON中の抵抗で生じる導通損失の合計で決まる。
• 800V化は同じ電力を半分の電流で送れるが、耐圧の高いスイッチが必要になる。SiはIGBTの切替損失が課題となり、SiCは薄い素子で高耐圧と高速性を両立できる。
• BMWは第6世代eDriveで充電速度・航続距離を各約30%向上させる見込みで、iX3の最大充電出力は400kW。これはSiC単独の効果ではない。
• 日本ではロームのほか、三菱電機（自動車用SiCモジュール）やデンソー（自社初のSiCインバータをレクサスRZに搭載）がEV向けSiCを手がける。