三菱電機(jī)銳意成為功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的全球霸主

　　三菱電機(jī)董事技術(shù)總監(jiān)Gourab Majumdar博士日前在PCIM亞洲2012展上會(huì)見(jiàn)了記者，深入交流了三菱電機(jī)未來(lái)的稱霸計(jì)劃，并回答了記者的提問(wèn)。

　　在行業(yè)稱霸

　　三菱電機(jī)的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，早已穩(wěn)站全世界第一，因此，下一個(gè)目標(biāo)是成為絕對(duì)第一，亦即要拉開(kāi)與第二位的距離。具體來(lái)說(shuō)，就是到2015年時(shí)，全球銷售收入達(dá)到1,900億日元的目標(biāo)。從2010年到2011年間，公司在生產(chǎn)上，已投入了300億日元，擴(kuò)大全球銷售及客戶網(wǎng)絡(luò);加強(qiáng)研發(fā)，開(kāi)發(fā)第七代IGBT和碳化硅功率器件，提高實(shí)用性;我們前年收購(gòu)了Vincotech，將彼此的產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)相加效應(yīng)，在綠色能源方面發(fā)揮更大作用。

　　在經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略方面，公司在2010年以后特別注重成長(zhǎng)，采取了兩條腿走路的方式。一方面做強(qiáng)具競(jìng)爭(zhēng)力的業(yè)務(wù)，調(diào)整相對(duì)弱項(xiàng)的業(yè)務(wù);另一方面，就是以具競(jìng)爭(zhēng)力的業(yè)務(wù)為核心，深化解決方案，比如以智能電網(wǎng)為例，這就是結(jié)合強(qiáng)項(xiàng)業(yè)務(wù)和強(qiáng)項(xiàng)產(chǎn)品的解決方案。

　　三菱電機(jī)增強(qiáng)在中國(guó)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)，除在原有的OEM工廠，生產(chǎn)DIPIPM外;在安徽省合肥市新設(shè)了一家合資企業(yè)，去年8月，今年1月份開(kāi)始生產(chǎn)，主要產(chǎn)品是DIPIPM、工業(yè)用的IGBT。

　　三菱電機(jī)公司在2010年的銷售收入與2011年相約，但是由于歐債危機(jī)，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)2011年比2010年略有下降，我們估計(jì)2012年上半年度，公司的業(yè)績(jī)還不會(huì)恢復(fù)，我們期待著在2012年的下半年開(kāi)始，公司的業(yè)績(jī)有一個(gè)比較大的增幅。

　　但在IGBT的市場(chǎng)份額上，自2008年全球性金融危機(jī)以后，三菱電機(jī)跑贏了整個(gè)市場(chǎng)，據(jù)調(diào)查公司提供的2011年數(shù)據(jù)來(lái)看，三菱電機(jī)IGBT的市場(chǎng)份額，大概是占全球三分之一左右。從銷售區(qū)域來(lái)看，還是以日本為主，占49%，在亞洲由于中國(guó)空調(diào)的變頻化，所以比前幾年有所增長(zhǎng)。由于今年受到全球經(jīng)濟(jì)萎縮的影響，估計(jì)銷售可能比2011年下降。

　　IGBT技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先

　　在功率半導(dǎo)體最新的技術(shù)發(fā)展方面，IGBT芯片技術(shù)一直在進(jìn)步。第三代的IGBT是平板型的構(gòu)造，第四代是一個(gè)勾槽型的構(gòu)造，第五代成為CSTBT，第六代是超薄化。目前正在開(kāi)發(fā)的第七代IGBT，試圖把CSTBT的構(gòu)造進(jìn)一步優(yōu)化，微細(xì)化、和超薄化，改善關(guān)斷損耗對(duì)飽和壓降的折中比例，提高功率半導(dǎo)體的性能。

　　從性能系數(shù)(FOM)來(lái)看，第六代已比第一代提高了16倍。如果第七代通過(guò)減少無(wú)效區(qū)間、超微細(xì)化等工序，可提高26倍。

　　在封裝技術(shù)方面，在小容量消費(fèi)類DIPIPM產(chǎn)品中，三菱電機(jī)采用了壓注膜的封裝辦法。在中容量工業(yè)產(chǎn)品、混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車的New-MPD產(chǎn)品中，采用了盒式封裝。在大容量，特別是用在高鐵上的產(chǎn)品中，采用了碳化硅鋁的芯片，然后用盒式封裝完成。

　　今后開(kāi)發(fā)的技術(shù)方向，就是朝新綁定技術(shù)、高性能、高功率密度化、和高Tj發(fā)展。對(duì)于高耐壓的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，提高高功率密度化、高功率循環(huán)和溫度循環(huán)、提高產(chǎn)品的壽命和絕緣的電壓，同時(shí)降低熱抵抗。

　　應(yīng)用廣泛、成本下降

　　新產(chǎn)品系列有可以應(yīng)用在風(fēng)力、太陽(yáng)能等大容量的IGBT，還有兆瓦級(jí)的器件上的New-MPD。

　　在穩(wěn)定性方面，新MPD的特征是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的高可靠性，它的功率循環(huán)是第六代IGBT的六倍，是市場(chǎng)上其他IGBT的10倍。通過(guò)提高輸出電流和延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命，可以達(dá)到降低成本的目的。

　　三菱電機(jī)推出了單一器件解決方案。在以往700千瓦—1兆瓦風(fēng)力發(fā)電和500kW太陽(yáng)發(fā)電機(jī)組的變流，需要6個(gè)功率器件并排來(lái)完成;但現(xiàn)在只要用一個(gè)功率器件就可以了。有效減少了功率器件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化和低成本。

　　對(duì)于混合動(dòng)力汽車跟電動(dòng)汽車，可采用J系列產(chǎn)品，使用了六合一的結(jié)構(gòu)單元，同時(shí)具有驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路。

　　至于J系列的TPM，采用了二合一的結(jié)構(gòu)，和IPM不同的是它沒(méi)有搭載驅(qū)動(dòng)跟保溫電路，客戶可以使用自己的驅(qū)動(dòng)。另外，T-PM在IGBT上它還搭載了電流跟溫度傳感器。

　　我們自主開(kāi)發(fā)研制了綁定技術(shù)，稱為直接模板綁定，好處是使基板上的溫度分布平均。

　　至于DIPIPM在家電上的應(yīng)用，可以發(fā)揮節(jié)能效果。到目前為止，三菱電機(jī)生產(chǎn)的DIPIPM的節(jié)能效果十分可觀。舉例說(shuō)，東京一年的家居用電量是21個(gè)千兆千瓦，而三菱電機(jī)的DIPIPM則已經(jīng)節(jié)省了50千兆千瓦，亦即是東京兩年的家居用電量。

　　三菱電機(jī)的新產(chǎn)品——第五代DIPIPM，它的特點(diǎn)是搭載了(自覺(jué)二極管)和溫度傳感器的模擬輸出。

　　碳化硅優(yōu)點(diǎn)多

　　目前碳化硅半導(dǎo)體功率器件有四大優(yōu)點(diǎn)：第一、工作溫度范圍比較大，在高溫下也可工作;第二，低抵抗、耐高破壞性;第三、高頻工作;和第四、散熱性好(thermal conductivity)。碳化硅的功率器件用在系統(tǒng)上它有很多好處，功率的密度可以更高，體積可以更小，更加耐高電壓壓，設(shè)計(jì)容易，總體來(lái)講可以提高功率半導(dǎo)體的效率，運(yùn)用的領(lǐng)域可以更加廣泛，更為方便。

　　三菱電機(jī)利用碳化硅生產(chǎn)出來(lái)的第一個(gè)產(chǎn)品，就是使用在高鐵上的變頻器、家用空調(diào)上的DIPIPM、和風(fēng)力發(fā)電變換器上的MOSFET器件。

　　總括而言，功率半導(dǎo)體的技術(shù)發(fā)展方向，包括：第一、硅或碳化硅芯片技術(shù)的進(jìn)步;第二、功率半導(dǎo)體里面搭載的各種功能;及第三、在封裝技術(shù)上，可以通過(guò)壓注膜或者是盒式封裝，使功率半導(dǎo)體的壽命更長(zhǎng)，穩(wěn)定性更好，功率密度更大。