SP2-Lab は，京都先端科学大学工学部の開設に伴い，2020 年 4 月に設立されました．私たちの研究室の活動は，ワイドバンドギャップ (WBG) 半導体デバイス (炭化ケイ素，SiC，窒化ガリウム，GaN) の特性評価，回路展開，統合に重点を置いています．
 
WBG 半導体デバイスが研究トピックとしての対象から実際の産業製品に移行したのは，約 10 ～ 15 年前ですが，当初はシリコン (Si) デバイスの代替品として確立されたソリューション内で展開することが主な焦点でした．このフレームワークでは，効率と電力密度の点で WBG が Si を上回る能力があることが十分に実証されました．
 
現在，SP2-Lab の活動は，設計と技術の両方のレベルで WBG 特注ソリューションの開発に重点を置いています．デバイス，モジュール，コンバータ，システム レベルの分析と合成を網羅する総合的なアプローチを追求し，すべてのコンポーネントの機能的および構造的特性がよく一致したシームレスな統合を確保しています．
 
 

 
 
 
研究の重点分野
 
回路，デバイス，統合という 3 つの主要な分野を中心に構成されています．
 
回路: この分野の活動は，革新的な高効率，高電力密度のマルチレベル，電流源，Y インバーター，および DC-DC コンバーターとワイヤレス電力伝送アプリケーション向けの革新的なソリューションの開発に重点を置いています．すべての活動には，最先端の機器とツールを活用したコンピューター支援設計，ハードウェアの試作，広範な実験デモンストレーションが含まれます．
 

 

 
 
 
 
デバイス: デバイスに関する研究には，パッケージ化されたユニットとしての機能的な電気熱特性と信頼性特性，およびベアダイの形態での構造特性 (赤外線サーモグラフィー，3D X 線トモグラフィーなど) などが含まれます． 2 つの分析領域を組み合わせることで，デバイスの究極のパフォーマンスと堅牢性の限界を理解することができます． さらに，実験と物理シミュレーションの手法を反復的に組み合わせることで，革新的な設計オプションを策定し，最先端の技術を超える進歩を期待できます．
 

 

 
 
 
 
統合: 統合は，形状と機能，テクノロジーとトポロジーを一致させ，WBG 半導体デバイスの特性を最大限に活用するための重要な分野です．カスタム パッケージ ソリューションを開発することで，システムの電気熱，電磁気，熱機械性能を大幅に向上させることができます．さらに，現在の取り組みは，従来のデバイスよりもコスト競争力のある革新的な代替品を開発することで，Si デバイスよりも高いWBG デバイスのコストを相殺することを目指しています．
 

 

 
 
 
 
 
研究プロジェクトとコラボレーション
 
2020-2023: 日本学術振興会 科学研究費 基盤研究（B）20H02138　"Energy-efficient lightweight drives by multi-parametric machine-inverter co-design and split-mid-point modularization" (研究分担者：京都大学 中村武恒教授)

2020-2023: 日本学術振興会 科学研究費 基盤研究（B）20H02151　"小容量電力伝送のデジタル化を実現するための基盤技術の構築" (研究分担者：京都大学 引原隆士教授)

2020-2021: 産学連携 "High-frequency GaN-based non-inverting buck-boost DC-DC converter for LED applications" (スポンサーとのコラボレーション)

2021-2024: 日本学術振興会 科学研究費 基盤研究（B）21H01311　"Development of reliable SiC MOSFET power modules" (研究分担者：大阪大学 舟木剛教授) 

2021-2024: KUAS Internal Sponsorship "Kameoka SiC EV" (コラボレーション：京都大学 中村武恒教授- KUASナガモリアクチュエータ―研究所 堂前伸一特任教授)

当研究室は，日本国内および海外の他の学術機関や産業界のパートナーと数多くの継続的な協力や交流を行っています．