东芝的子公司东芝电子元件&存储装置株式会社（Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation）开发出了一种可实现功率半导体小型化的设计方法。通过将调节电流沿同一方向流动的部件排列成市松纹样（不同色块交错排列形成的图案），与元件小型化相关的电阻值较原有产品可降低20%。该公司的目标是在电动汽车（EV）等车载产品中引入该技术，并于2023年内开始出货样品。
东芝开发了名为“MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的可控制电流的元件，该元件采用碳化硅（SiC）。虽然SiC具有比硅更高的性能，例如能承受更高的电压等，但存在难以控制的问题。
这些问题可以通过增加调节电流使其沿一个方向流动的元件“肖特基二极管”的搭载面积来解决。但元件的面积越大，电流就越难流动。导致被称为“导通电阻”的电阻值增加。高导通电阻会增加能量损失，从而使冷却机制变得复杂，并增大元件的尺寸。
东芝发现通过调整允许以低电阻流经电流的“欧姆”电极尺寸，将肖特基二极管排列成市松纹样可以形成新结构。肖特基二极管不会干扰控制电流通断的“MOS栅极”，电流可以流动，因此导通电阻不易增大。
半导体事业部先端半导体器件开发中心的专家朝羽俊介表示：“在半导体的设计中，试图改进一种特性时，其他部件就会出现问题，存在着一种权衡关系。而新结构改善了这种关系”。
新的设计方法不仅充分发挥了肖特基二极管的作用，还能使大电流在芯片内流动。原有产品为载流部件和肖特基二极管在芯片内交替排列的条纹型。由于该部件与欧姆分离，有时会降低芯片的安全性。
据悉，这是世界上首次在半导体元件中采用市松纹样设计。元件平均每单元的尺寸不到3～10微米（微米为百万分之一米）。东芝半导体事业部先端半导体器件开发中心的河野洋志经理表示：“要在功率半导体中实际形成市松纹样还很困难”。今后的目标是确立制造方法。
新方法有望推动功率半导体的小型化。河野先生认为，这将“提高汽车和器械设计的自由度，进而增加续航距离”。今后将以车载应用为主要目标，并计划将应用范围扩大到工业器械领域。
日文：大西绫、《日经产业新闻》、2023/10/4
中文：JST客观日本编辑部
