隨著功率半導體的不斷發(fā)展和技術進步，功率器件下游產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步擴張，未來在政策資金支持以及國內(nèi)新能源汽車的蓬勃發(fā)展下，國內(nèi)功率半導體產(chǎn)業(yè)將迎來黃金發(fā)展期。
6月26日，PCIM 亞洲 2018展會在上海世博展覽館隆重舉行。作為全球500強企業(yè)，同時也是現(xiàn)代功率半導體器件的開拓者，大中國區(qū)三菱電機半導體攜多款功率器件產(chǎn)品及相關解決方案亮相，同時發(fā)布了更高集成度、更小體積、更能降低生產(chǎn)成本，并擁有全面保護功能的表面貼裝型IPM，以及助力新能源發(fā)電應用新封裝大功率IGBT模塊兩款最新產(chǎn)品。
（圖一：2018三菱電機半導體媒體發(fā)布會現(xiàn)場）
三菱電機半導體首席技術官Dr. Gourab Majumdar、大中國區(qū)三菱電機半導體總經(jīng)理楠真一、三菱電機捷敏功率半導體（合肥）有限公司技術服務中心總監(jiān)商明、大中國區(qū)三菱電機半導體技術總監(jiān)宋高升、大中國區(qū)三菱電機半導體市場總監(jiān)錢宇峰、大中國區(qū)三菱電機半導體公關宣傳主管閔麗豪悉數(shù)出席此次新品發(fā)布會。
（圖二（從右到左）：大中國區(qū)三菱電機半導體總經(jīng)理楠真一、大中國區(qū)三菱電機半導體首席技術官Dr. Gourab Majumdar、大中國區(qū)三菱電機半導體市場總監(jiān)錢宇峰參加發(fā)布會媒體問答環(huán)節(jié)）
為了進一步鞏固三菱電機功率半導體在變頻家電市場的領先地位，三菱電機將依托位于合肥的功率半導體工廠和聯(lián)合實驗室，為中國客戶提供更好、更快的支持；而在鐵道牽引、電動汽車和工業(yè)新能源應用領域，三菱電機將持續(xù)性地聯(lián)合國內(nèi)知名大學和專業(yè)設計公司，開發(fā)本地化的基于新型功率半導體的整體解決方案。
五大領域齊發(fā)力
在三菱電機以“創(chuàng)新功率器件構建可持續(xù)未來”為主題的展館，三菱電機功率器件在變頻家電、工業(yè)、新能源、軌道牽引、電動汽車五大應用領域不斷創(chuàng)新，新品迭出。
（圖三：三菱電機赴PCIM 亞洲 2018展會參展展臺）
在變頻家電領域，面向變頻冰箱和風機驅(qū)動的SLIMDIP-S以及面向變頻空調(diào)和洗衣機的SLIMDIP-L智能功率模塊、表面貼裝型IPM有助于推動變頻家電實現(xiàn)小型化。
在工業(yè)應用方面，三菱電機第七代IGBT和第七代IPM模塊，首次采用SLC封裝技術，使得模塊的應用壽命大幅延長。在新能源發(fā)電特別是風力發(fā)電領域，今年推出基于LV100封裝的新型IGBT模塊，有利于提升風電變流器的功率密度和性能價格比。
在軌道牽引應用領域，X系列HVIGBT安全工作區(qū)域度大、電流密度增加、抗?jié)穸若敯粜栽鰪姡兄谶M一步提高牽引變流器現(xiàn)場運行的可靠性。而在電動汽車領域，J1系列Pin-fin模塊具有封裝小、內(nèi)部雜散電感低的特性。
2018年，三菱電機將在以上五大領域，強化新產(chǎn)品的推廣和應用力度。在變頻家電領域，三菱電機將在分體式變頻空調(diào)和變頻洗衣機中擴大和強化SLIMDIP-L的應用，在空調(diào)風扇和變頻冰箱中逐步擴大SLIMDIP-S的應用，在更小功率的變頻家電應用中逐步推廣使用表面封裝型IPM。在中低壓變頻器、光伏逆變器、電動大巴、儲能逆變器、SVG、風力發(fā)電等應用中，三菱電機將強化第7代IGBT模塊的市場拓展；而在電動乘用轎車領域，三菱電機將為客戶提供電動汽車專用模塊和整體解決方案；在軌道牽引領域，將最新的X系列HVIGBT的推廣到高鐵、動車、地鐵等應用領域。
（圖四：大中國區(qū)三菱電機半導體技術總監(jiān)宋高升為PCIM展會專業(yè)觀眾講解三菱電機最新技術）
創(chuàng)新技術引領行業(yè)發(fā)展
六十年以來，三菱電機之所以能夠一直保持行業(yè)領先地位在于持續(xù)性和創(chuàng)新性的研究與開發(fā)。
作為功率元器件的核心，IGBT芯片的重要性不言而喻。在功率半導體最新技術發(fā)展方面，三菱電機IGBT芯片技術一直在進步，第三代IGBT是平板型的構造，第四代IGBT是溝槽性的構造，第五代成為CSTBTTM，第六代是超薄化CSTBTTM，第七代IGBT構造更加微細化和超薄化的CSTBTTM。
從IGBT芯片的性能指數(shù)（FOM）上來看，第六代已比第一代提高了16倍，第七代比第一代提高了26倍。從封裝技術來看，在小容量消費類DIPIPMTM產(chǎn)品中，三菱電機采用了壓注模的封裝方法。在中容量工業(yè)產(chǎn)品、電動汽車專用產(chǎn)品中，采用了盒式封裝。而在大容量、特別是用在高鐵上的產(chǎn)品中，采用了高性能的碳化硅鋁底板，然后再用盒式封裝完成。
在量產(chǎn)供應的同時，三菱電機也在為下一個需求爆發(fā)點蓄勢發(fā)力，大概在2022年左右，三菱電機將會考慮12英寸功率元器件產(chǎn)線的投資。在Dr.Gourab Majumdar看來，2020-2022年，IGBT芯片市場將會有大幅的增長。
SiC作為下一代功率半導體的核心技術方向，與傳統(tǒng)Si-IGBT模塊相比， SiC功率模塊最主要優(yōu)勢是開關損耗大幅減小。對于特定逆變器應用，這種優(yōu)勢可以減小逆變器尺寸，提高逆變器效率及增加開關頻率。目前，基于SiC功率器件逆變設備的應用領域正在不斷擴大。但受制于成本因素，目前SiC功率器件市場滲透率很低，隨著技術進步，碳化硅成本將快速下降，未來將是功率半導體市場主流產(chǎn)品。
（圖五：三菱電機半導體首席技術官Dr. Gourab Majumdar）
“碳化硅功率模塊由于有耐高溫、低功耗和高可靠性的特點，可以拓展更多應用領域。對于以后開拓新市場來說，碳化硅是最好的選擇。”Dr.Gourab Majumdar說。
三菱電機從2013年開始推出第一代碳化硅功率模塊，事實上，早在1994年，三菱電機就開始了針對SiC技術的開發(fā)； 2015年開始，SiC功率器件開始進入眾多全新應用領域，同年，三菱電機開發(fā)了第一款全SiC功率模塊，配備在機車牽引系統(tǒng)在日本新干線安裝使用。三菱電機SiC功率模塊產(chǎn)品線已涵蓋額定電流15A~1200A及額定電壓600V~3300V，目前均可提供樣品。
由于碳化硅需求量急速增長，2017年，三菱電機投資建造6英寸晶圓生產(chǎn)線，配合新技術來縮少芯片尺寸，目前該產(chǎn)線正按計劃推進中，預計2019年將實現(xiàn)量產(chǎn)。
電力電子行業(yè)對功率器件的要求更多地體現(xiàn)在提升效率與減小尺寸功率密度方面，因此新型SiC MOSFET功率模塊將獲得越來越多的應用。為了滿足功率器件市場對噪聲低、效率高、尺寸小和重量輕的要求，三菱電機一直致力于研究和開發(fā)高技術產(chǎn)品。正在加緊研發(fā)新一代溝槽柵SiC MOSFET芯片技術， 該技術將進一步改善短路耐量和導通電阻的關系，并計劃在2020年實現(xiàn)新型SiC MOSFET模塊的商業(yè)化。
表面貼裝型IPM和第7代IGBT模塊（LV100封裝）
繼去年展出了用于變頻家電的小封裝的SLIMDIP-S/SLIMDIP-L后，三菱電機今年展出了更小封裝的表面貼裝型IPM。值得一提的是，IPM絕對不是簡單的把驅(qū)動和IGBT放到一個盒子里這么簡單，怎么能讓它發(fā)揮里面內(nèi)置的功率元器件最好的性能，讓用戶體驗更好，才是關鍵。
據(jù)悉，該新品適用于家用變頻空調(diào)風扇、變頻冰箱、變頻洗碗機等電機驅(qū)動系統(tǒng)。并計劃于9月1日開始發(fā)售。這款產(chǎn)品將構成三相逆變橋的RC-IGBT（反向?qū)↖GBT）、高電壓控制用IC、低電壓控制用IC，以及自舉二極管和自舉電阻等器件集成在一個封裝中。 該產(chǎn)品采用外型尺寸為15.2mm×27.4mm×3.3mm的表面封裝型，可以通過回流焊接裝置安裝到印刷電路板上去。
表面貼裝型IPM具有三大特性：一、通過表面貼裝，使系統(tǒng)安裝變得更容易；二、該產(chǎn)品通過內(nèi)置控制IC以及最佳的引腳布局，在實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化并使基板布線簡化方面具有積極意義；三、而通過內(nèi)置保護功能，可以幫助提高系統(tǒng)的設計自由度。
在第7代IGBT模塊后，三菱電機今年推出了適用于工業(yè)及新能源應用的通用大功率模塊——第7代IGBT模塊（LV100封裝）。
該產(chǎn)品在通用變頻器，高壓變頻器，風力發(fā)電等領域的應用市場廣闊，低雜散電感符合未來大功率變流器的封裝設計；采用第7代功率芯片組 和SLC 技術，提高性價比；此外，該產(chǎn)品降低開關損耗，有利于提高開關頻率；并且去除底板焊接層，提高熱循環(huán)壽命。
助力社會未來發(fā)展
除了精雕細琢產(chǎn)品之外，三菱電機更是視助力社會未來發(fā)展為己任，關注下一代成長教育和節(jié)能減排。
目前，三菱電機已在清華大學、浙江大學、華中科技大學、合肥工業(yè)大學四所高校設立了三菱電機電力電子獎學金，并設立了功率器件應用聯(lián)合實驗室。
到2021年，正好是三菱電機成立100周年，為了慶祝100周年，從前幾年開始，三菱電機內(nèi)部就制定了對應節(jié)能環(huán)保社會要求的規(guī)劃，爭取在100周年的時候?qū)崿F(xiàn)這一目標。
事實上，功率半導體生產(chǎn)產(chǎn)生的有害物質(zhì)是很少的，基于性能優(yōu)異的第7代IGBT芯片，通過改進材料和封裝技術，三菱電機正不斷提高功率半導體器件的節(jié)能效果。