“未来の自動車”実現のカギを握る半導体ベンダーとして、なぜTexas Instrumentsが注目を集めているのか：車載半導体の8割をカバーする製品ポートフォリオ

電動化に代表されるように自動車は未来に向け、新たなテクノロジを取り入れがならも多くの人が購入しやすい価格帯を維持し、なおかつ安心／安全を高めていかなければならない。そのカギを握るのが「半導体」だ。電動化に伴って自動車1台当たりの半導体搭載額は3〜5倍になると試算され、自動車における半導体の存在感は増す。そうした中で、自動車を取り巻くさまざまな課題を解決できる半導体メーカーとしてTexas Instrumentsが注目を浴びている。その背景を紹介していこう。

[PR／EE Times Japan]

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電動化、ADAS……　自動車の進化に欠かせない「半導体」

　自動車の電動化の動きが加速している。EUは2035年以降に欧州で市販される乗用車／小型商用車のすべてを電気自動車（EV）や燃料電池車といったゼロエミッション車に限るという規制の実施を決めた。米国でもカリフォルニア州がEUと同様のゼロエミッション車の義務化を決めるなど「脱ガソリン」に向けた法規制が各地で敷かれようとしている。

　こうしたゼロエミッション、EVの義務化の流れに伴い、各自動車メーカーは急ピッチでの電動化対応が迫られている。ただ、電動化は容易ではない。これまで高級車が中心だったEV化を小型車などあらゆる車種で実現する必要があり、新たな課題に直面しつつあるからだ。EV車の製造コスト低減や、部材の不足といった課題を解消していかなければならない。

　こうした課題を乗り越え電動化を実現する上で大きな役割を担うのが半導体だ。半導体搭載額は、内燃機関の自動車では300〜500米ドルだったが、EVにおいては1000〜2000米ドルと、実に3〜4倍に増大するとされる。電動化に伴って必要になる新たな技術の多くが、半導体で実現されていることが分かるだろう。

　自動車の電動化に向け優れた半導体が不可欠になる中で、注目を集める半導体メーカーがある。Texas instruments（以下、TI）だ。

多彩な革新的半導体を提供、多くの課題をともに解決できるパートナー

　アナログ／組み込みプロセッシング製品の大手メーカーであるTIは、自動車向け半導体においても40年以上、製品を供給してきた実績を持つ。車載認定製品は7000種以上に上り、自動車向けに350以上のテスト済みのリファレンス回路デザインを提供。ADAS（先進運転支援システム）や車載情報機器、車体制御領域、そして電動化領域などにわたって、150種もの車載アプリケーションに対応する広範な製品ポートフォリオを有する。この規模は、電動化時代の自動車が必要とする半導体の8割以上をカバーするもの。電動化やADASの実現で直面する課題のほとんどを解決できるパートナーになり得るという点が、TIが注目されている1つの理由だ。

電動化領域をはじめ、ADAS、車載情報機器、車体制御領域など幅広い自動車アプリケーションをカバーするTexas instruments［クリックで拡大］ 出所：日本テキサス・インスツルメンツ

　そして、注目を集めるもう1つの理由が、これからの自動車に向けた革新的な半導体製品を次々と生みだしている点だ。電動化領域に向けても、技術トレンドを先取りした新たな半導体製品／テクノロジを数多く開発、提供している。

　例えば、電気自動車の性能に直結するバッテリ管理システム（BMS）では、今後予想される600〜800Vというバッテリの高電圧化に対応する製品をラインアップする。バッテリ監視集積回路 (IC)では高電圧対応とともに、電圧と電流の同期によって充放電状態の精度を高めることでバッテリ性能を最大限に引き出し、走行距離の延長やバッテリの小型化に貢献する製品を提供している。また、現状ワイヤーハーネスで結ばれている各バッテリ・セルのBMSと、BMS制御用ECU間などの通信をワイヤレス化する「ワイヤレスBMS」も構築。最大1.2Mbpsという高データスループットと、ノード当たり2ミリ秒未満という低遅延を実現する独自の無線技術であり、チップレベルで自動車安全水準「ASIL-D」に準拠した製品を展開する。高い安全性を保ちながら、ワイヤーハーネスを削減し車両軽量化に貢献する製品として2〜3年後に市販される自動車への搭載が見込まれている。

バッテリ管理システム（BMS）に向けたTIの革新的製品例［クリックで拡大］ 出所：日本テキサス・インスツルメンツ

　バッテリの高電圧化に伴って、より重要性が増す絶縁デバイスにおいても、経年劣化という致命的な課題を抱えるフォトカプラや機械式リレーに代わる、デジタル・アイソレータなどを製品化している。

　バッテリ電圧の高電圧化で高出力、高速回転対応が求められるトラクション・インバータでは、最大出力350kW、最大2万回転/分（RPM）に対応するデバイスをラインアップ。DC/DCコンバータ／車載チャージャ向けでもこれまでの6kW出力対応から、44kW出力まで対応範囲を拡大し、パワートレインの高電圧化に対応したあらゆる半導体デバイスをそろえている。

　マイコンやセンサでも、自動車市場で実績を伸ばす製品は多い。ASIL-Dを満たす冗長性を備え、30ナノ秒感知による高速エラー検出など高性能を誇るトラクション・インバータ向けマイコンや、わずかな温度ドリフトやスパイク、CRCを検出し、長期的な自動車の信頼性保護を実現する温度センサなどがその一例だ。

高品質、安定供給に向けた体制強化も着々と

　このように、TIが手掛ける自動車向けの半導体製品は実に多彩でありながら、どれも革新的な性能、機能を備える。さらに、こうした多様な自動車向け半導体製品を高品質かつ安定的に提供できるという点も大きな特長であり、自動車市場で実績を積み重ねてきた理由の1つといえる。

　TIは高品質を維持するため、設計から製造、パッケージング、テスト、納品まで一連の工程を自社で手掛けており、自動車向け半導体製品の80％は自社の前工程工場で生産している。今後、自動車の電動化が進み、車載半導体の需要が一層拡大していくことが予想される中、TIでは次々と新工場の建設に着手。今後数年内に6つの前工程工場が稼働する見込みで、自社での生産比率はさらに高まる見通しだ。さらに現在建設中の前工程工場は、アナログ半導体／パワー半導体製造では最先端になる300mmウエハーに対応する。大口径の300mmウエハーの採用により、高品質、高性能なデバイスをより低価格で安定的に供給できる体制が強化されることになる。

自動車産業におけるTIの強み［クリックで拡大］ 出所：日本テキサス・インスツルメンツ

　電動化に代表されるように自動車は未来に向け、新たなテクノロジを取り入れながらも多くの人が購入しやすい価格帯を維持し、なおかつ安心／安全を高めていかなければならない。多くの課題が山積する中で、TIは幅広く革新的な車載半導体製品を高品質、安定的に供給できる体制を強化し、未来の自動車実現への貢献を続けていく。