“從未對創(chuàng )新懈怠，保持著(zhù)一貫的技術(shù)迭代步伐�！边@是三菱電機半導體的匠人心態(tài)。自1921年以來(lái)，深耕變頻家電、工業(yè)、新能源、軌道牽引、電動(dòng)汽車(chē)五大應用領(lǐng)域。如今，三菱電機研發(fā)推出的DIPIPMTM已成為變頻家電領(lǐng)域不可或缺重要組成部分，而且其高速機車(chē)用HVIGBT模塊也早已成為行業(yè)默認的標準。

過(guò)去一年，三菱電機在新能源發(fā)電特別是光伏、風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，推出基于LV100封裝的新型IGBT模塊。通過(guò)不斷改善芯片技術(shù)，在軌道牽引應用領(lǐng)域，X系列HVIGBT不僅拓寬了安全工作區域度，提升了電流密度，而且增強了抗濕度和抗凝露魯棒性，從而進(jìn)一步提高了牽引變流器現場(chǎng)運行的可靠性。而在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，直接水冷型J1系列Pin-fin模塊憑借封裝小、內部雜散電感低的獨特性能，獲得了市場(chǎng)青睞。

在PCIM亞洲展2019上，三菱電機帶來(lái)了19款功率模塊并重點(diǎn)展示了表面貼裝型IPM、大型DIPIPM+TM、X系列HVIGBT、和SiC MOSFET分立器件、全SiC高壓模塊5款新型功率模塊。其中SiC MOSFET分立器件和全SiC高壓模塊是國內首次展出。

拳頭產(chǎn)品持續引領(lǐng)行業(yè)方向

目前，變頻家電市場(chǎng)在快速增長(cháng)�！翱梢哉f(shuō)，三菱電機在家電領(lǐng)域已經(jīng)是領(lǐng)導者，為了持續保持領(lǐng)先地位，三菱電機根據不同產(chǎn)品的細化提供更多的產(chǎn)品線(xiàn)迎合客戶(hù)的要求�！� 三菱電機半導體事業(yè)本部首席技術(shù)官Dr.Gourab Majumdar說(shuō)，通過(guò)“做小”產(chǎn)品和“做大”功率兩個(gè)方向的延伸，三菱電機將進(jìn)一步鞏固自身在IPM及DIPIPMTM制造的經(jīng)驗。

據悉，三菱電機進(jìn)攻小功率變頻市場(chǎng)主要是為了開(kāi)拓以空調風(fēng)機、冰箱和洗碗機等家電新消費領(lǐng)域。去年，針對這一領(lǐng)域，三菱電機展出了用于變頻家電的小型封裝SLIMDIP-S/SLIMDIP-L，今年，三菱電機展出了更小封裝的表面貼裝型IPM，該產(chǎn)品采用RC-IGBT芯片實(shí)現更高的集成度，采用貼片封裝，使得IPM體積更��；內置全面保護功能（包括短路/欠壓/過(guò)溫保護），可采用回流焊來(lái)降低生產(chǎn)成本。

現在很多變頻空調在壓縮機驅動(dòng)上用了三菱的DIPIPMTM，在風(fēng)機驅動(dòng)上應用比較少，所以通過(guò)導入原有客戶(hù)，三菱電機可以進(jìn)一步擴展產(chǎn)品應用。目前，三菱電機這種新型的表面貼裝型IPM已經(jīng)在家電市場(chǎng)中獲得客戶(hù)認可。

為了適應變頻市場(chǎng)高可靠性、低成本、小型化等的應用需求，三菱電機于上世紀開(kāi)發(fā)了雙列直插型智能功率模塊——DIPIPMTM系列產(chǎn)品。DIPIPMTM通過(guò)內置HVIC，使其外圍電路變得更加簡(jiǎn)單緊湊，節約了用戶(hù)成本。從1997年正式推出DIPIPMTM到2019年1月，三菱電機DIPIPMTM產(chǎn)品已累計發(fā)貨超過(guò)6.5億片。

針對商用空調多聯(lián)機，三菱電機將會(huì )推廣大型DIPIPM+TM系列產(chǎn)品。今年，三菱電機大型DIPIPM+TM模塊即將量產(chǎn)，額定電流覆蓋更廣。大型DIPIPM+TM模塊具有完整集成整流橋、逆變橋以及相應的驅動(dòng)保護電路，該產(chǎn)品采用第7代CSTBTTM硅片，內置短路保護和欠壓保護功能以及溫度模擬量輸出功能和自舉二極管(BSD)及自舉限流電阻，額定電流覆蓋50~100A/1200V，可以簡(jiǎn)化PCB布線(xiàn)設計，縮小基板面積。

DIPIPM+TM將DIPIPMTM系列產(chǎn)品的應用領(lǐng)域拓展至更高功率密度的交流傳動(dòng)上，可靠性進(jìn)一步提高，失效率大幅降低，減少了工程師開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的周期。三菱電機半導體大中國區技術(shù)總監宋高升進(jìn)一步解釋?zhuān)�因為集成了相關(guān)的周邊器件，使得客戶(hù)可以將電路板做得更加簡(jiǎn)化，圍繞功率模塊的周邊器件數量減少。

成為車(chē)用功率模塊標桿

在三菱電機半導體大中國區市場(chǎng)總監錢(qián)宇峰看來(lái)，電動(dòng)車(chē)作為城市環(huán)保的主力軍，未來(lái)發(fā)展空間巨大。盡管現在汽油車(chē)連續幾個(gè)月出現負增長(cháng)，但是電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)仍將蓬勃發(fā)展。據相關(guān)機構預測，2019年，整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量將達到150萬(wàn)臺，到2020年，將達到500萬(wàn)臺。而三菱在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，目前主推J1系列產(chǎn)品，已涵蓋650V/300A~1000A、1200V/300A~600A的容量范圍，基本上可滿(mǎn)足30kW~150kW的電驅動(dòng)峰值功率的應用要求。

Dr.Gourab Majumdar表示，從最開(kāi)始跟一些日系的車(chē)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)到現在，在新能源車(chē)主驅驅動(dòng)上，三菱電機已經(jīng)擁有20多年的經(jīng)驗積累。最新J1系列功率模塊實(shí)現了散熱器和功率模塊二合一，目前下一代具有更高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品已經(jīng)正在研發(fā)。

在軌道牽引行業(yè)，三菱電機的HVIGBT模塊已得到在全球軌道及交通市場(chǎng)的廣泛認可，成為行業(yè)默認的標準。2019年，針對軌道牽引、電力傳輸和高可靠性變流器等應用領(lǐng)域，三菱電機半導體將會(huì )推廣功率密度更高的X系列HVIGBT，涵蓋傳統封裝、 LV100封裝(6kV絕緣耐壓)、HV100封裝(10kV絕緣耐壓)三種封裝模式。

X系列HVIGBT進(jìn)一步擴展3.3kV/4.5kV/6.5kV的電流等級，實(shí)現更大電流密度，該產(chǎn)品采用第7代CSTBTTM硅片技術(shù)和RFC二極管硅片技術(shù)，能夠降低功率損耗；此外，該產(chǎn)品采用LNFLR技術(shù)減小結-殼熱阻，全系列運行結溫范圍達到-50℃~150℃，安全工作區(SOA)裕量大，且無(wú)Snap-off反向恢復。

通過(guò)優(yōu)化封裝內部結構，X系列HVIGBT提高散熱性、耐濕性和阻燃性，延長(cháng)產(chǎn)品壽命。該系列采用傳統封裝，可兼容現有H系列和R系列HVIGBT，其中，LV100和HV100封裝，交直流分開(kāi)的主端子布局，利于并聯(lián)應用；LV100和HV100封裝，全新的封裝結構，實(shí)現極低內部雜散電感。

搶占SiC市場(chǎng)制高點(diǎn)

SiC功率模塊由于有耐高溫、低功耗和高可靠性的特點(diǎn)，可以拓展更多應用領(lǐng)域。據權威機構預測，到2023年SiC功率市場(chǎng)總值將超過(guò)14億美元，2017年至2023年的復合年增長(cháng)率（CAGR）將達到29%。目前，SiC功率市場(chǎng)仍然主要受功率因數校正（PFC）和光伏（PV）應用中使用的二極管驅動(dòng)。預計五年內，驅動(dòng)SiC器件市場(chǎng)增長(cháng)的主要因素將是MOSFET，該細分市場(chǎng)在2017~2023年期間的復合年增長(cháng)率將達到驚人的50%。

三菱電機是將SiC技術(shù)應用于功率模塊的先驅之一，已經(jīng)發(fā)布了近三十款SiC功率模塊，包括Hybrid-SiC-IGBT模塊、Hybrid-SiC-IPM、Full-SiC-MOSFET模塊和Full-SiC-IPM等。其SiC功率模塊產(chǎn)品線(xiàn)涵蓋額定電流15A~1200A及額定電壓600V~3300V，目前均可提供樣品。

此次國內首次展出的全SiC高壓半橋模塊（3.3kV/750A）也備受關(guān)注，其內部包含SiC MOSFET及反并聯(lián)SiC肖特基二極管（SBD）。為了降低模塊封裝內部電感（<10 nH）和提高并聯(lián)芯片之間的均流效果，這款模塊采用了一種被稱(chēng)為L(cháng)V100全新的封裝，采用交直流分開(kāi)的主端子布局，利于并聯(lián)應用并實(shí)現極低內部雜散電感。

“這款前沿產(chǎn)品，必將推動(dòng)國內鐵道牽引、電力傳輸和固態(tài)變壓器領(lǐng)域新一輪高功率密度變換器的研究和開(kāi)發(fā)�！� 在此前接受采訪(fǎng)時(shí)，三菱電機半導體大中國區技術(shù)總監宋高升說(shuō)。

早在2013年，三菱電機供軌道交通車(chē)輛使用、搭載3.3kV的全SiC功率模塊便已經(jīng)實(shí)現了商業(yè)化，其后，三菱電機一直堅持致力于推廣更節能的SiC功率模塊以逐步取代傳統的Si功率模塊。與Si-IGBT模塊相比，FMF750DC-66A具有更低的開(kāi)關(guān)損耗，其Eon相對降低了61%，Eoff則相對減小了95%。

在車(chē)載充電器（OBC）、PFC、光伏發(fā)電應用領(lǐng)域，SiC SBD和SiC MOSFET兩款分立器件產(chǎn)品同樣值得期待。目前，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)需求與日俱增，而通常所說(shuō)的電動(dòng)汽車(chē)包括電動(dòng)乘用車(chē)和電動(dòng)大巴。電動(dòng)乘用車(chē)里多個(gè)地方需要用到功率器件，包括主驅變頻器、OBC、助力轉向等。三菱電機正在電動(dòng)乘用車(chē)和電動(dòng)大巴這兩大市場(chǎng)同時(shí)發(fā)力，以進(jìn)一步拓展功率器件的應用領(lǐng)域。

SiC SBD正向壓降低，具有更高I2t，對抗浪涌電流有更強的能力；此外，該產(chǎn)品還具有更強的高頻開(kāi)關(guān)特性，可以使周邊器件小型化(如電抗器)，可應用于車(chē)載電子產(chǎn)品。

而SiC MOSFET采用第2代SiC工藝，溝槽柵型結構，具有低Ron和低反向恢復損耗，適合更高開(kāi)關(guān)頻率，既可應用于于工業(yè)級產(chǎn)品，也可應用于車(chē)載級產(chǎn)品。

未來(lái)，三菱電機將基于第2代溝槽型SiC-MOSFET芯片（6英寸）的SiC功率模塊實(shí)現可批量生產(chǎn)，并逐步完善600V、1200V、1700V系列。與此同時(shí)，將應用SBD嵌入式平板型SiC芯片技術(shù)開(kāi)發(fā)新一代3.3kV和6.5kV高壓SiC-MOSFET模塊。

2019年，大功率的半導體器件都處于缺貨的狀態(tài)，交貨很緊。對于此， Dr. Gourab Majumdar表示，三菱電機除了自己投產(chǎn)建立晶圓廠(chǎng)之外，也正在找尋一些代工廠(chǎng)幫助其加工一些晶圓的工序，保證持續穩定的供貨。事實(shí)上，與2016年、2017年相比較，2019年三菱電機的投資金額增長(cháng)了2倍，對于未來(lái)的擴產(chǎn)計劃，Dr.Gourab Majumdar很有信心。

在2018年度，三菱電機以位于日本熊本和中國的主力工廠(chǎng)為中心進(jìn)行了投資。計劃到2022年度，以功率半導體為中心的功率器件業(yè)務(wù)力爭實(shí)現2000億日元銷(xiāo)售。

順應IGBT的發(fā)展趨勢，從第一代IGBT到第七代IGBT，三菱電機不斷推陳出新，晶圓越來(lái)越薄，柵極與柵極之間距離越來(lái)越近，產(chǎn)品越來(lái)越小型化，實(shí)現小封裝大電流產(chǎn)品的提升。Dr.Gourab Majumdar稱(chēng)三菱電機下一代超級薄的晶圓會(huì )把性能指數調整得更高。

可以說(shuō)，以“Changes for the Better”為企業(yè)宣言，成就了三菱電機在功率半導體市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。