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パワー半導体の寿命予測技術の論文がPCIM Asia New Delhi2025で最優秀技術論文賞を受賞しました

パワー半導体の寿命予測技術の論文がPCIM Asia New Delhi2025で最優秀技術論文賞を受賞しました

2026年3月2日
富士電機株式会社

　電力変換技術やパワー半導体、再生可能エネルギーシステムなど、パワーエレクトロニクスに特化した世界最大級の国際会議PCIM Asia New Delhi 2025^（注1）にて、富士電機株式会社の研究員が発表した論文「パワー半導体デバイスの寿命予測法」が最優秀技術論文賞を受賞しました。

注釈1: 2025年12月9日～10日インド・ニューデリーで開催

受賞した　坂井　琢磨（左）

受賞内容

　[名称]
　 PCIM Asia New Delhi Conference 2025 Best Technical Paper Award

　[受賞論文]
　 "Thermal Fatigue-Based Lifetime Prediction Method for Power Semiconductor Devices"
　（熱疲労に基づくパワー半導体デバイスの寿命予測法）

　[受賞者]
　半導体事業本部　営業統括部　応用技術部　坂井琢磨、湯川文夫^（注２）、大月正人、上田洋輔

　　注釈2　現在は富士電機アメリカ社に所属

受賞論文の概要

　電気自動車や再生可能エネルギーシステムに使用されているパワー半導体モジュールには、長寿命化が求められています。
　パワー半導体モジュールの寿命は、デバイスの動作温度（ジャンクション温度）に大きく影響されます。従来は、最も高い動作温度である175℃の試験データから寿命を予測していましたが、この方法では実際の運転条件より厳しい見積もりとなり、寿命が過小評価となっている問題がありました。
　本研究では、温度が高いほど材料の劣化が進むというアレニウス式に基づき、試験データから複数の定数を決定し、パワーサイクル寿命を予測する新しい補間式を導出しました。これにより、最高、最低動作温度の試験データから、その間の任意温度で寿命を高精度予測することが可能となり、動作温度の変化が激しい電気自動車の運転条件では、寿命は従来の予測に対し3.5倍長いことが確認されました。
　パワー半導体モジュールの寿命が精度よく予測できるようになったことで、モジュールが搭載されるパワーエレクトロニクス機器の設計時のマージンを大幅に削減し、冷却系の小型化を含むシステム全体の最適化に貢献します。