三菱電機(jī)銳意成為功率半導(dǎo)體市場的全球霸主
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)見了記者,深入交流了三菱電機(jī)未來的稱霸計(jì)劃,并回答了記者的提問。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/134314.htm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)是成為絕對第一,亦即要拉開與第二位的距離。具體來說,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(qiáng)具競爭力的業(yè)務(wù),調(diào)整相對弱項(xiàng)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(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(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),營業(yè)利潤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)績還不會(huì)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(gè)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(jī)以后,三菱電機(jī)跑贏了整個(gè)市場,據(jù)調(diào)查公司提供的2011年數(shù)據(jù)來看,三菱電機(jī)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(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(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(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(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(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太陽發(fā)電機(jī)組的變流,需要6個(gè)功率器件并排來完成;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,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。
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