三菱電機：提高模塊功率密度 聚焦“產(chǎn)品”本土化應(yīng)用

　　2021年是充滿機遇和挑戰(zhàn)的一年，三菱電機功率半導(dǎo)體的市場表現(xiàn)和業(yè)績均達到年初的預(yù)期。2021年對于三菱電機而言，是尤為重要的一年——三菱電機創(chuàng)立100周年。在這一年，三菱電機各個功率段均有新產(chǎn)品發(fā)布，進一步提高模塊功率密度。

　　作為家電壓注模封裝智能功率模塊技術(shù)和市場的創(chuàng)新者，三菱電機擁有豐富的產(chǎn)品線，包括貼片封裝的SOPIPM™，雙列直插封裝的SLIMDIP™、超小型DIPIPM™、小型DIPIPM™、大型DIPIPM™、DIPIPM+™及大型DIPIPM+™等7大系列壓注模封裝智能功率模塊產(chǎn)品。其中雙列直插封裝中體積最小的SLIMDIP™產(chǎn)品系列，最大額定電流由15A擴展至20A；在第7代超小型DIPIPM™產(chǎn)品上做了技術(shù)提升，最大結(jié)溫由之前的150℃提升至175℃，最大額定電流由35A擴展至40A；第7代小型DIPIPM™產(chǎn)品，1200V電壓等級的最大額定電流由10A擴展至25A。

　　面向大功率變頻器、光伏和風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域，三菱電機推出了工業(yè)LV100封裝系列產(chǎn)品。全新的LV100封裝有較低的內(nèi)部雜散電感，主端子布局利于驅(qū)動和直流母排設(shè)計，同時易于模塊并聯(lián)應(yīng)用。面向醫(yī)療儀器應(yīng)用市場，采用優(yōu)化的第7代高速IGBT芯片和陶瓷基板全新設(shè)計。在高開關(guān)頻率應(yīng)用下的損耗很低，允許最高結(jié)溫175℃。

　　軌道牽引是三菱電機功率模塊應(yīng)用的另一個優(yōu)勢領(lǐng)域。三菱電機逐步完善了基于Si材料的X系列HVIGBT，該產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軌道牽引領(lǐng)域。此外還有混合SiCHVIGBT和全SiC高壓MOSFET產(chǎn)品，采用LV100和HV100全新設(shè)計的雙管HVIGBT封裝，把高壓功率模塊的電流密度提升到新的高度。

　　未來5年內(nèi)，三菱電機將向功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)投資1300億日元，計劃在日本福山工廠新建一條12英寸晶圓生產(chǎn)線。至2025年，計劃將產(chǎn)能比2020年提升一倍。此外，三菱電機將公司功率器件業(yè)務(wù)的目標(biāo)設(shè)定為——到2025年銷售額達到2400億日元。為實現(xiàn)該目標(biāo)，三菱電機將重點關(guān)注公司市場占有率較高的家電領(lǐng)域和增長預(yù)期較高的汽車領(lǐng)域。

　　三菱電機從1994年就開始SiC相關(guān)的研究，至今已具有近30年經(jīng)驗。目前第二代平面柵結(jié)構(gòu)SiC產(chǎn)品已從4英寸晶圓全面切換到6英寸晶圓，同時第三代溝槽柵SiC產(chǎn)品也在穩(wěn)步開發(fā)中。

　　在SiC領(lǐng)域，三菱電機擁有著豐富的產(chǎn)品線：預(yù)計在2022年二季度，三菱電機將量產(chǎn)80mΩ-22mΩ的1200V SiC分立器件，采用TO247-4封裝，實現(xiàn)了更低的損耗，有望能進一步擴大電動汽車市場的份額。

　　第2代工業(yè)全SiC MOSFET模塊目前已基本實現(xiàn)量產(chǎn)，1200V電流等級包含300A、400A、600A、800A和1200A，1700V電流等級為300A。同時三菱電機特別開發(fā)了集成RTC電路的SiC模塊，發(fā)生短路時自動嵌位門極電壓，從而能夠有效提高模塊短路耐量能力；3.3kV全SiC功率模塊可以提供750A、375A和185A三個電流規(guī)格，目前已在軌道牽引中有量產(chǎn)應(yīng)用。

　　基于SBD內(nèi)置MOSFET的高壓(3.3kV~6.5kV)SiC功率模塊將在未來三年逐步實現(xiàn)量產(chǎn)，這必將大幅提升超大功率變流器的功率密度。

　　目前，碳化硅已經(jīng)成為眾多功率器件廠商的主攻方向，雖然未來硅和碳化硅可能長期共存，但碳化硅功率器件作為新一代產(chǎn)品，在未來市場上的占用率有望逐年上升。據(jù)悉，三菱電機計劃將碳化硅產(chǎn)品更好地系列化，并針對中國市場開發(fā)出更適用于本土化應(yīng)用的產(chǎn)品。

　　隨著電力電子技術(shù)的不斷延伸，應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴大，三菱電機將重點在變頻家電、電動汽車、工業(yè)和新能源、鐵道牽引和電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域進行布局。2022年，三菱電機將強化SLIMDIP™在家電領(lǐng)域、大型DIPIPM+™在商用空調(diào)領(lǐng)域、第7代DIPIPM™在機器人伺服驅(qū)動領(lǐng)域、第7代IGBT模塊在新能源領(lǐng)域、第2代全碳化硅工業(yè)模塊在電力電子變壓器、以及全碳化硅高壓模塊在鐵道牽引領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。