三菱电机：持续引领行业方向%2C用产品说话.pdf

特别报道Special Report三菱电机：持续引领行业方向，用产品说话在全球功率半导体产业中，三菱电机无论是技术还是产品都占有举足轻重的地位。从1956 年开始从事晶闸管、整流二极管等各类功率器件的生产，三菱电机一直致力于通过开发先进的功率器件来推动世界电力电子技术的进步。今天，三菱电机已拥有丰富的全系列功率模块产品，实现了对家用电器、工业与新能源、电动汽车、铁道牵引等领域的全覆盖。4月2 5日，阔别三年之久的“2 0 2 3三菱电机功率模块技术研讨会”在深圳隆重举办，三菱电机半导体携前沿技术和热门应用场景全新出发，多位博士专家及资深工程师现场带来精彩演讲，百余名客户现场踊跃交流。变频器世界受邀参加本次研讨会，得以近距离接触三菱电机，去了解它的产品及前瞻性的愿景。三菱电机半导体大中国区市场总监陈伟雄、技术总监宋高升接受了本刊独家专访，畅谈三菱电机在功率半导体市场上的现在与未来。三菱电机功率模块技术研讨会Innovative PowerDevices fora SustainableFuture变频器世界人三菱电机半导体大中国区技术总监宋高升（左）、市场总监陈伟雄（右）1DIPIPMTM持续引领行业方向功率半导体是变频家电的核心，而IPM是先进的混合集成功率器件。随着节能减排、智能化的升级以及家电新能效国标的正式实施，各类白色家电都已进入变频时代，变频家电市场的份额也在快速增长，高品质、高可靠性的IPM更成为空调、洗衣机、冰箱等白色家电产品不可或缺的核心器件。为了适应变频家电市场高可靠性、低成本、小型化等应用需求，三菱电机于19 9 7 年在全球率先推出DIPIPMTM（双列直插智能功率模块）产品，并首先在日本变频空调上使用，截止到2 0 2 2 年4月，超过10 亿片的DIPIPMTM产品被应用到了以家电为主的小功率变频应用中。DIPIPMTM通过内置HVIC，使其外围电路变得更加简单紧凑，节约了用户成本。“三菱电机一直是DIPIPMTM领域的引领者。”宋高升表示，传统的DIPIPMTM都是普通的三相桥拓扑，三菱电机最新的DIPIPM+TM和大型DIPIPM+TM集成了一个逆变系统所需要的整流桥、制动单元和逆变单元。该产品已经在商用空调领域实现量产。10THEWORLDOFINVERTERSTHEWORLDOFINVERTERS变频器世界May2023SLIMDIPTM具备优异的性能及合理的成本，能够满足价格敏感的变频应用，并且是三菱电机目前最小封装的DIPIPMTM。SLIM 系列最早发布的时候只有5A和15A两个规格。目前SLIM系列已经覆盖了更宽的电流范围，最新开发30 A的SLIMDIPTM-Z产品，这将更好地帮助客户实现小型化。据了解，由于SiC拥有损耗小、开关速度快、结温高等特点，三菱电机推出了第二代基于SiC的DIPIPMTM产品，可以更好地帮助客户降低损耗、提升效率。除了家2为客户创造最大价值电和工业以外，DIPIPMTM在电动汽车的空调中也有广泛的应用。目前，三菱电机针对电动汽车空调的应用条件正在开发全新系列的产品，预计会很快和大家见面。宋高升透露，三菱电机将开发基于第8 代IGBT芯片的第8 代DIPIPMTM，进一步提升家电变频器的功率密度。而为了提高客户的生产效率，三菱电机将持续提升SOPIPMTM的额定电流，使之可以用于更大功率的马达（如压缩机等）驱动；还将开发基于第三代沟槽栅技术的SiCDIPIPMTM，以提升其性价比。作为功率半导体器件的深耕者，三菱电机致力于追求全球领先、值得信赖的产品与技术。在新产品的开发过程中，三菱电机首先考虑的是产品的性能和可靠性，然后在此基础上采用新技术来降低产品成本，以便为客户创造最大的价值。自上世纪八十年代后期推出IGBT模块后，三菱电机至今已经开发到工业用第7 代IGBT产品。IGBT芯片的尺寸越来越小，厚度越来越薄，功耗也越来越低。据了解，目前三菱电机的第7 代IGBT主要有3大类封装形式：NX封装、STD封装和工业级LV100封装。NX封装俗称扁平形封装，STD是壳式的标准封装，两种封装标准都符合性能更高、使用更方便的封装理念，可以支持多样化的客户需求。工业级LV100封装凭借高通用性3打造车用功率模块标杆和高电流密度等特点，受到铁路和电力领域的众多青睐，目前也被积极应用于工业领域。事实上，基于第7 代IGBT芯片技术的功率模块在传统工业领域应用较多，但随着市场需求的发展，应用范围逐渐向新能源、轨道交通等新兴领域扩展。“低损耗、最高结温17 5、通过封装工艺改进大幅提升的热循环寿命和全系列通过H3TRB测试。”宋高升表示，第7 代IGBT的这些优势将为工业和新能源市场提供更高效、更可靠的产品。此外，三菱电机正在开发的第8 代IGBT芯片厚度将进一步变薄，功率损耗进一步降低，dv/dt和di/dt可控性得到进一步改善。预计2 年后，第8 代IGBT模块将得到商业化应用。功率器件作为电力驱动系统的重要控制部件，对于电动汽车也至关重要。随着人们对汽车安全性要求的逐步提高，对汽车电机驱动用的功率半导体可靠性提出了更高要求。“新能源汽车一直是我们高度关注的市场。”陈伟雄介绍，三菱电机于2 0 世纪90 年代率先将汽车专用功率模块成功应用于HEV的驱动，现行J1系列车用功率模块以其紧凑的封装、完善的保护、高功率密度和高可靠性获得OEM厂家的认可。今为止，已有超过2 50 0 万辆电动汽车的电驱系统装载了三菱电机的功率芯片或模块。为了减少电驱的尺寸和高度，功率模块必须更紧、抗振，能够正面、背面、左右等各个方向安装。三菱电机开发的下一代功率模块，将使用压注模技术，有助于制造更小、更低的电驱；仍然采用单面冷却结构。下一代中压（DC400V）平台用的车用模块，将采用RC-IGBT芯片；而高压（DC800V）平台用的模块，则采用SiCMOSFET芯片。通过脱碳政策，新能源汽车在中国和全球的渗透率将会提高。预计到2 0 2 5年，新能源汽车在中国的销量将达到12 0 0 万辆以上。在陈伟雄看来，为了通过高速充电WWW.CA168.COM111特别报道Special Report提高续航距离并缩短充电时间，8 0 0 V电动汽车平台将在市场上流行起来。碳化硅功率模块的优点将在8 0 0 V电动汽车平台上实现，因此新能源汽车应用中的碳化硅模块需求将很大，这将产生成本规模效应，从而降低碳化硅材料和制造成本。在轨道牵引行业，三菱电机的HVIGBT模块已得到在全球轨道及交通市场的广泛认可，成为行业默认的标准。新推出的X系列HVIGBT模块进一步拓展了电流等级，适用于更大功率应用场合，已批量应用于动车、机车牵引变流器。此外，X系列HVIGBT模块还推出了LV100/HV100封装，对于采用Si芯片和SiC芯片的功率组件，使用LV1004开发高附加值、高规格产品应对市场竞争封装可以统一结构设计。LV100封装内部采用对称设计实现极低杂散电感，其交/直流分开的主端子布局利于并联应用。LV100封装高压全SiCMOSFET模块相对Si器件，可以大幅降低功率损耗，具有更大输出电流能力，更适合高频、高温、高效率场合。目前装载三菱电机高压全SiCMOSFET模块的高速动车组、地铁已上线运营，表现出极低能耗和极高可靠性。此外，高电压SBD内置SiC-MOSFET功率模块将于近期发布，该产品将显著提升高压SiC模块的性价比。该模块因内部所使用SiC功率芯片数量减半，以及优秀的二极管续流恢复特性，其现场应用可靠性必将得到进一步提升。脱碳环境下，市场对功率器件的需求正在高速增长。面对充满挑战的2 0 2 2 年，三菱电机依然取得了不错的好成绩。2 0 2 2 财年，三菱电机实现了两位数的增长，营业利润也取得了良好的成绩。在家电、可再生能源、牵引、电动汽车应用方面，都取得了不错的成绩。但是材料供应短缺限制了产量，许多功率模块面临供应短缺。今年，供应短缺状态将得到一定程度改善。陈伟雄表示，“我们还发布了新的SLIMDIPTM、LV10 0 封装IGBT、Si C模块等新产品，以提高我们在市场上的竞争力，预计今年的业务也将增加。”据了解，三菱电机功率器件除了目前已经占据全球市场份额领先地位的传统家电领域和工业领域，在与中国现代化发展密切相关的高铁、地铁等轨道交通以及风能、太阳能、电动汽车为代表的可再生能源和新能源领域均有专业和完善的产品规划。中国作为全球最大的半导体市场，对于任何一家功率半导体厂商而言，都是不可缺失的一个市场。那么，三菱电机半导体是如何在中国站稳脚跟的呢？5结语“其实，不论在哪里竞争都是不可避免的。但作为一个全球性企业，三菱电机已成长为具有稳定根基的电力电子器件制造商与供应商。面对越来越多的竞争对手，三菱电机有能力保持自身已有的市场份额。”陈伟雄坦言道。在陈伟雄看来，开发与竞争对手相比具更高附加值产品和高规格产品是三菱电机赢得业务的武器。三菱电机与行业领先的客户有良好的沟通渠道，可以开发产品来解决客户在应用中面临的棘手问题。此外，专业的工程师还可以为客户提供技术支持和售后服务。“我们在过去几十年中做到了，并将继续这样做，并在市场上取得成功。”据了解，三菱电机将继续开发工业、新能源和牵引应用的创新产品，在此基础上，还将在新能源汽车市场和家电应用方面投入更多资源，使业务在未来实现高增长。而为了提高产能，三菱电机除了加大对SiC的投资外，还制定了增加8 英寸Si硅片产能和建设12 英寸Si硅片生产线的投资计划。我们可以看到，三菱电机正是以持续不断地创新精神为驱动力，通过技术赋能，用产品说话，才成就了其在功率半导体市场的领先地位。我们希望三菱电机可以继续走稳走好，为全球提供各类高精尖产品。12THEWORLDOFINVERTERS