三菱電機銳意成為功率半導(dǎo)體市場的全球霸主

　　三菱電機董事技術(shù)總監(jiān)Gourab Majumdar博士日前在PCIM亞洲2012展上會見了記者，深入交流了三菱電機未來的稱霸計劃，并回答了記者的提問。

　　在行業(yè)稱霸

　　三菱電機的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，早已穩(wěn)站全世界第一，因此，下一個目標(biāo)是成為絕對第一，亦即要拉開與第二位的距離。具體來說，就是到2015年時，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，擴大全球銷售及客戶網(wǎng)絡(luò);加強研發(fā)，開發(fā)第七代IGBT和碳化硅功率器件，提高實用性;我們前年收購了Vincotech，將彼此的產(chǎn)品進(jìn)行一個相加效應(yīng)，在綠色能源方面發(fā)揮更大作用。

　　在經(jīng)營戰(zhàn)略方面，公司在2010年以后特別注重成長，采取了兩條腿走路的方式。一方面做強具競爭力的業(yè)務(wù)，調(diào)整相對弱項的業(yè)務(wù);另一方面，就是以具競爭力的業(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)合強項業(yè)務(wù)和強項產(chǎn)品的解決方案。

　　三菱電機增強在中國國內(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月份開始生產(chǎn)，主要產(chǎn)品是DIPIPM、工業(yè)用的IGBT。

　　三菱電機公司在2010年的銷售收入與2011年相約，但是由于歐債危機，營業(yè)利潤2011年比2010年略有下降，我們估計2012年上半年度，公司的業(yè)績還不會恢復(fù)，我們期待著在2012年的下半年開始，公司的業(yè)績有一個比較大的增幅。

　　但在IGBT的市場份額上，自2008年全球性金融危機以后，三菱電機跑贏了整個市場，據(jù)調(diào)查公司提供的2011年數(shù)據(jù)來看，三菱電機IGBT的市場份額，大概是占全球三分之一左右。從銷售區(qū)域來看，還是以日本為主，占49%，在亞洲由于中國空調(diào)的變頻化，所以比前幾年有所增長。由于今年受到全球經(jīng)濟萎縮的影響，估計銷售可能比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)來看，第六代已比第一代提高了16倍。如果第七代通過減少無效區(qū)間、超微細(xì)化等工序，可提高26倍。

　　在封裝技術(shù)方面，在小容量消費類DIPIPM產(chǎn)品中，三菱電機采用了壓注膜的封裝辦法。在中容量工業(yè)產(chǎn)品、混合動力和電動汽車的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。對于高耐壓的產(chǎn)品來說，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、太陽能等大容量的IGBT，還有兆瓦級的器件上的New-MPD。

　　在穩(wěn)定性方面，新MPD的特征是實現(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，是市場上其他IGBT的10倍。通過提高輸出電流和延長產(chǎn)品壽命，可以達(dá)到降低成本的目的。

　　三菱電機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太陽發(fā)電機組的變流，需要6個功率器件并排來完成;但現(xiàn)在只要用一個功率器件就可以了。有效減少了功率器件的數(shù)量，實現(xiàn)了小型化、輕量化和低成本。

　　對于混合動力汽車跟電動汽車，可采用J系列產(chǎn)品，使用了六合一的結(jié)構(gòu)單元，同時具有驅(qū)動和保護(hù)電路。

　　至于J系列的TPM，采用了二合一的結(jié)構(gòu)，和IPM不同的是它沒有搭載驅(qū)動跟保溫電路，客戶可以使用自己的驅(qū)動。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，三菱電機生產(chǎn)的DIPIPM的節(jié)能效果十分可觀。舉例說，東京一年的家居用電量是21個千兆千瓦，而三菱電機的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。

　　三菱電機的新產(chǎn)品——第五代DIPIPM，它的特點是搭載了(自覺二極管)和溫度傳感器的模擬輸出。

　　碳化硅優(yōu)點多

　　目前碳化硅半導(dǎo)體功率器件有四大優(yōu)點：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)計容易，總體來講可以提高功率半導(dǎo)體的效率，運用的領(lǐng)域可以更加廣泛，更為方便。

　　三菱電機利用碳化硅生產(chǎn)出來的第一個產(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，可以通過壓注膜或者是盒式封裝，使功率半導(dǎo)體的壽命更長，穩(wěn)定性更好，功率密度更大。