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車のよもやま話～生命線～

投稿日 2025年2月24日

皆さんこんにちは！

オートショップインペリアルの更新担当の中西です！

 

さて今日は

車のよもやま話～生命線～

ということで、今回は、車に必要な希少な半導体の種類、役割、供給問題、今後の技術トレンドについて深く掘り下げます♪

 

自動車産業は、近年ますます「ハイテク化」が進んでいます。最新の車には、自動運転システム、電動パワートレイン、先進運転支援システム（ADAS）などが搭載され、それを支えるのが「半導体」です。

特に、電気自動車（EV）やハイブリッド車（HEV）、自動運転車などでは、希少な半導体が多く使用され、供給不足が深刻化しています。

1. なぜ車に半導体が必要なのか？

半導体は、自動車のエンジン制御・安全装置・通信・エンターテインメント・電動化技術など、ほぼすべてのシステムに使用されます。

✅ 従来のガソリン車（ICE） → 50〜100個の半導体搭載
✅ ハイブリッド車（HEV） → 300〜500個の半導体搭載
✅ 電気自動車（EV） → 1,000個以上の半導体搭載
✅ 自動運転車（レベル4以上） → 2,000個以上の半導体搭載

EVや自動運転の普及が進むにつれ、半導体の需要は爆発的に増加しています。

2. 車に必要な希少な半導体の種類と用途

① パワー半導体（SiC・GaN）｜EV・HEVの心臓部

🔹 用途：電力制御（インバーター、モーター制御、バッテリー管理）

EVやHEVでは、高効率な電力変換が不可欠です。従来のシリコン（Si）半導体では限界があり、「SiC（炭化ケイ素）」や「GaN（窒化ガリウム）」といった希少な半導体が使われるようになっています。

✅ SiC（炭化ケイ素）

  • 特徴：高耐圧・高効率・高温耐性
  • 用途：EVのインバーター、急速充電システム
  • 主なメーカー：Wolfspeed（米）、STマイクロ（欧）、ローム（日）

✅ GaN（窒化ガリウム）

  • 特徴：超高速スイッチング、省エネ
  • 用途：EVのDC-DCコンバーター、ワイヤレス充電
  • 主なメーカー：NXP（蘭）、Infineon（独）、日立製作所（日）

SiCやGaNは供給が限られており、価格が高騰しているため、自動車メーカーの調達が難しくなっています。

② マイクロコントローラー（MCU）｜車の頭脳

🔹 用途：エンジン制御、ADAS（先進運転支援システム）、ボディ制御

✅ 主要なマイクロコントローラーの種類

  • エンジンECU用 → ルネサス（日本）、NXP（オランダ）
  • ADAS用 → テキサス・インスツルメンツ（米）、STマイクロ（欧）
  • 電動パワートレイン制御用 → インフィニオン（独）、ルネサス（日本）

MCUは非常に多くの車に搭載されますが、2020年以降の半導体不足により、自動車メーカーは生産停止を余儀なくされる事態に陥りました。

③ 画像センサー・LiDAR用半導体｜自動運転の「目」

🔹 用途：自動運転システム、カメラ、LiDAR（光検出・測距システム）

✅ CMOSイメージセンサー（カメラ用）

  • ソニー（日本）、オムニビジョン（米）、サムスン（韓国）が主要メーカー。
  • 自動運転車では、1台あたり6〜10個以上のカメラを搭載し、歩行者や障害物を検知する。

✅ LiDAR用半導体

  • 光を使った測距技術で、車の周囲を3Dマッピングする重要なセンサー。
  • 主要メーカー：Velodyne（米）、Luminar（米）、日立製作所（日本）。

LiDARはまだコストが高いため、今後の価格低下が求められています。

④ 5G・V2X通信チップ｜コネクテッドカーの通信技術

🔹 用途：5G通信、車車間通信（V2V）、インフラ通信（V2I）

✅ クアルコム（米） → 5G対応の車載チップ「Snapdragon Auto」
✅ NXP（蘭） → V2X（車両間通信）に強み

将来的には、すべての車がクラウドと接続する「コネクテッドカー」が主流になり、通信系半導体の需要が急増します。

3. 車載半導体の供給問題と対策

① 半導体不足の原因

  1. コロナ禍による生産停止 → 半導体工場の稼働率が低下
  2. 需要の急増 → EV・5G・スマホの爆発的な普及
  3. 地政学的リスク → 米中対立、ロシア・ウクライナ戦争の影響

② 主要国の半導体戦略

✅ アメリカ → 520億ドル規模の半導体支援策（CHIPS法）
✅ 日本 → ルネサス・TSMC（台湾）と連携し、国内生産強化
✅ 欧州 → STマイクロ・インフィニオンを中心に生産拡大

各国が半導体の国内生産を増やすことで、供給不足のリスクを減らそうとしています。

4. 未来の車載半導体技術｜次世代トレンド

✅ シリコンカーバイド（SiC）と窒化ガリウム（GaN）の普及
✅ 量子コンピュータ技術を活用した車載AIチップの開発
✅ 次世代バッテリー管理システム（BMS）向け半導体の進化
✅ エッジAIプロセッサ搭載の車載コンピュータ

車載半導体は、単なる部品ではなく「車の頭脳」としてますます重要になっていくでしょう。

5. まとめ｜車載半導体の未来と課題

✅ EV・自動運転車の普及により、希少な半導体の需要が急増
✅ SiC・GaN・MCU・画像センサー・5G通信チップなどが特に重要
✅ 半導体不足の影響で、自動車メーカーは生産調整を余儀なくされている
✅ 世界各国が半導体の国内生産を強化し、供給網の安定化を図っている

今後、より高度な半導体技術の進化が、自動車産業の未来を決定づけるでしょう。

 

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