GaN パワー半導体デバイスを搭載したドローン用小型軽量 ESC の開発について

ニデック株式会社（以下、当社）は、次世代技術である GaN(窒化ガリウム)パワー半導体デバイスを搭載し、業界トップクラスの小型・軽量設計を実現したドローン用 ESC(Electric Speed Controller)を開発しました。また ESC にニデック独自の制御技術を適用したことでモータの効率アップも同時に実現しています。

本製品は 2025 年 6 月 4 日～6 月 6 日に幕張メッセで開催される第 10 回「Japan Drone 2025」に出展いたします。

ドローンに搭載する機器には軽さが求められており、機体のフライトコントローラからの指令に従ってモータを駆動する ESC にも軽量化が必要になります。近年、Si（シリコン）半導体に比べて電力損失が少なく高周波特性に優れる GaN パワー半導体が注目されています。GaN は動作時の発熱量が少ないため製品の小型化や軽量化が期待できる一方、性能を引き出すためのノイズ対策や回路・基板設計に課題がありましたが、当社は長年精密小型モータの開発で培った小型化・軽量化設計技術と高密度実装技術を活用し、従来の３分の１の重量に抑えることに成功しました(左上写真)。

また、この ESC にはエッジ AI^*1 を活用した状態推定機能を搭載しており、モータの異常検知や動作の安定性を向上させました。また、モータの効率を向上させ且つフライトコントローラからの指令に忠実にモータを駆動する独自技術により、飛行中の制御精度が向上し、高い安全性と信頼性を実現した運用が可能となりました（右上グラフ）。 現在、3 モデル(下表)の ESC の開発を進めており、2026 年 1 月の製品化を予定しています。

これらの ESC は、ロボットや電動バイク等にも適用可能であり、これらのアプリケーションにおいても小型軽量化、モータ効率の向上が期待できます。