電力の変換で生じる損失を抑える技術として、注目を集める「酸化ガリウムパワー半導体」。FLOSFIAは、その「酸化ガリウムパワー半導体」の社会実装を目指す、京都大学発の材料系ディープテック企業です。製品「GaO-SBD」を、小型の電源装置や産業機器、電力インフラの現場へ届けようとしています。
「酸化ガリウムパワー半導体」は、酸化ガリウムを材料に使い、電力の流れを切り替える半導体素子です。特徴は、シリコンより高い電圧に耐え、電力の損失を小さく抑えられる点にあります。京都大学で確立された成膜技術を源流とし、電源装置や電気自動車の電力変換に使われます。
電気で動く機器が増えるほど、電力を変換する場面で失うエネルギーも積み上がります。電源装置やモーターの制御では電圧や周波数を変える必要があり、その変換を担う部品がパワー半導体（電力を目的の形へ変換する半導体素子）です。変換のたびに一部が熱として逃げるため、機器が増えるほど冷却の負担もふくらみます。
シリコンに代わる炭化ケイ素や窒化ガリウム（シリコンより高い電圧に耐える化合物）は、基板の単価が高くなりがちです。炭化ケイ素の単結晶は2,000℃を超える高温で時間をかけて育てるため、基板の費用は素子の製造コストの約半分を占めるとされます。価格が下がりにくいと、家電や産業機器のように数量の多い用途ほど採用しにくくなります。
他にも、高温での放熱の設計、ウェハ（素子を作り込む円板状の基板）を大きくするための設備投資、国内で整える調達網、といった課題があるといわれています。
シリコンは、耐圧（絶縁を保てる電圧の上限）が低く、耐圧を上げるほどオン抵抗（電流を流しているときの抵抗）が大きくなる材料です。
同社が選んだのは、コランダム構造（サファイアと同じ結晶の並び方）をとるα型の酸化ガリウム（α-Ga₂O₃）です。バンドギャップ（電子が動き出すのに必要なエネルギーの幅）は約5.3電子ボルトで、炭化ケイ素の約3.3電子ボルトを上回る値です。この値が大きいほど高い電圧に耐えるため、同じ耐圧を薄い層で支えられます。層が薄いほど電流の通る距離は短くなり、オン抵抗も下がります。製品化した「GaO-SBD」は耐圧600V・電流10Aのショットキーバリアダイオード（電流を一方向へ流す素子）です。
炭化ケイ素の結晶成長には高温の真空装置が要るため、設備投資と成長に費やす時間が製造費を押し上げてきました。
同社のコア技術「ミストドライ法」は、原料を霧状にして基板へ吹き付け、大気圧のまま膜を育てる成膜法です。京都大学発のミストCVD法（霧にした原料で膜を育てる方法）を独自に発展させた技術で、酸化ガリウムの合成と不純物濃度（電気の流れやすさを決める添加物の量）の制御を担います。非真空のため、結晶成長の設備投資額は炭化ケイ素の装置の10分の1以下に収まる見込みです。基板には、酸化ガリウムと同じ結晶構造をもつ安価なサファイアを使えます。素子の製造コストの約半分を占める基板の費用は、条件がそろえば炭化ケイ素と比べて最大で50分の1まで下がる見込みです。
FrontJournalの解説
耐圧600Vクラスの素子は、高温でも壊れにくいことが試験で示されました。2025年12月には、150℃の高温環境で逆向きの電圧をかけ続ける加速試験（短期間で寿命を調べる試験）が実施されたとされています。その結果、素子は1,500時間を経過しても破壊されませんでした。高温環境で長時間の逆電圧に耐えることを示す信頼性の結果です。
量産の準備は、ウェハの直径を広げる工程で前進してきました。直径が大きいほど1枚から取れる素子の数が増え、1個あたりの製造費が下がります。2024年12月時点では、エピタキシャル成膜（基板の結晶の並びを受け継いで薄い膜を育てる工程）は直径4インチまで、ウェハの製造技術は3インチまで確立していました。2025年中には4インチのウェハを製造する技術を実証し、既存の窒化ガリウムLED工場や炭化ケイ素工場の装置を流用しながら、2026年度以降の本格量産を計画しています。
同社は、小型の電源装置から産業機器、電力インフラ、電気自動車へと応用の裾野を広げることを目指しています。耐圧1200Vや1700Vの素子が実用に届けば、扱える電力の幅が広がります。同社は、知的財産のライセンス提供とエピタキシャルウェハの供給を通じて、量産を担うパートナーを国内外で増やす方針です。掲げるのは、エネルギー・プロセス・材料の環境負荷を減らす「半導体エコロジー」という考え方です。
FLOSFIAは、京都大学で生まれた技術をもとに2011年3月に京都市で設立されました。創業したのは、現在も代表取締役社長を務める四戸孝氏です。事業の源流はミストCVD法にあり、これを独自に発展させて酸化ガリウムのパワー半導体へ絞り込んできました。本社の京都市西京区には、製造と研究開発の機能も置かれています。
公的機関の採択に加え、国外機関からの受賞も得ています。NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）では、省エネエレクトロニクスの製造基盤強化に向けた技術開発事業と、ディープテック・スタートアップ支援事業に採択されました。防衛装備庁の安全保障技術研究推進制度にも採択されています。2026年7月には、国連の専門機関であるWIPO（世界知的所有権機関）の「2026 WIPO Global Awards」で環境部門の受賞企業に選ばれました。日本企業としては2022年の第1回以来の受賞です。
外部からの資金調達は、2021年3月時点で累計約42億円に達したとされています。同月に完了したシリーズEラウンドは総額約10億円で、製品化と量産の準備に充てる資金です。引受先には、三菱重工業、京大イノベーションキャピタル、JSR Active Innovation Fund、日本政策投資銀行が並びます。JSRとは2023年3月、P型半導体（電流の担い手が正孔である半導体）「酸化イリジウムガリウム」の量産へ向けた成膜材料を共同で開発しました。
| 会社名 | 株式会社FLOSFIA（フロスフィア） |
|---|---|
| 所在地 | 京都府京都市西京区御陵大原1番29号 |
| 設立 | 2011年3月31日 |
| 代表 | 四戸 孝（代表取締役社長） |
| 資本金 | 42億850万円（資本準備金等を含む・2025年4月1日現在） |
| 調達 | 外部からの調達は累計約42億円（2021年3月時点・資本金の額とは基準が異なる）。シリーズEラウンドは総額約10億円。引受先は三菱重工業、京大イノベーションキャピタル、JSR Active Innovation Fund、日本政策投資銀行 |
| 事業 | 酸化ガリウムパワーデバイスの研究・製造・販売。独自の成膜技術「ミストドライ法」の開発。主な製品は「GaO-SBD」＝耐圧600V・電流10Aのショットキーバリアダイオード。次世代品は電流が流れ始める電圧を0.9Vへ低減（2024年12月時点） |
| 技術領域 | 酸化ガリウム、コランダム構造、パワー半導体、ミストドライ法、エピタキシャルウェハ |
| 連携 | JSR（2023年3月・P型半導体「酸化イリジウムガリウム」向け成膜材料の共同開発） |
| 採択 | NEDO 省エネエレクトロニクスの製造基盤強化に向けた技術開発事業（JPNP21009）。NEDO ディープテック・スタートアップ支援事業（JPNP23019）。防衛装備庁 安全保障技術研究推進制度（JPJ004596）。2026 WIPO Global Awards 環境部門 受賞（2026年7月） |
| URL | https://flosfia.com/ |
FLOSFIAの取り組みは、材料を替える話であり、同時に製造方法を替える話でもあります。高い電圧に耐える材料を選ぶだけなら、他にも選択肢があります。それでも同社は、大気圧で膜を育てる成膜法まで自前で抱えています。
単なる新素材の会社ではなく、製造の経済性ごと設計する会社だという点に、パワー半導体の調達を担う企業から関心が集まっています。次世代のパワー半導体が普及するかどうかは、性能よりも1個あたりの価格で決まる場面が多いためです。製造プロセスそのものを研究の対象に据える姿勢は、量産という最後の関門に正面から向き合う構えといえます。
電力を変換するたびに一部が熱になる、という現実に、材料と製法の両面から取り組んでいます。
フロントジャーナル編集部
本記事は、FrontJournalが公開情報をもとに独自に分析した第三者コンテンツであり、対象企業・研究機関の公式見解ではありません。
