跟着功率半导体的赓续成长和技巧提高,功率器件下流家当的稳步扩大,将来在政策资金支撑和国际新动力汽车的蓬勃成长下,国际功率半导体家当将迎来黄金成长期。
6月26日,PCIM 亚洲 2018展会在上海世博展览馆盛大举办。作为全球500强企业,同时也是古代功率半导体器件的开辟者,年夜中国区三菱机电半导体携多款功率器件产物及相干处理计划表态,同时宣布了更高集成度、更小体积、更能下降临盆本钱,并具有周全掩护功效的外面贴装型IPM,和助力新动力发电运用新封装年夜功率IGBT模块两款最新产物。
(图一:2018三菱机电半导体媒体宣布会现场)
三菱机电半导体首席技巧官Dr. Gourab Majumdar、年夜中国区三菱机电半导体总司理楠真1、三菱机电捷敏功率半导体(合肥)无限公司技巧办事中间总监商明、年夜中国区三菱机电半导体技巧总监宋高升、年夜中国区三菱机电半导体市场总监钱宇峰、年夜中国区三菱机电半导体公关宣扬主管闵丽豪悉数列席此次新品宣布会。
(图二(从右到左):年夜中国区三菱机电半导体总司理楠真1、三菱机电半导体首席技巧官Dr. Gourab Majumdar、年夜中国区三菱机电半导体市场总监钱宇峰加入宣布会媒体问答环节)
为了进一步稳固三菱机电功率半导体在变频家电市场的抢先位置,三菱机电将依托位于合肥的功率半导体工场和结合试验室,为中国客户供给更好、更快的支撑;而在铁道牵引、电动汽车和工业新动力运用范畴,三菱机电将连续性地结合国际著名年夜学和专业设计公司,开辟当地化的基于新型功率半导体的全体处理计划。
五年夜范畴齐发力
在三菱机电以“立异功率器件构建可连续将来”为主题的展馆,三菱机电功率器件在变频家电、工业、新动力、轨道牵引、电动汽车五年夜运用范畴赓续立异,新品迭出。
(图三:三菱机电赴PCIM 亚洲 2018展会参展展台)
在变频家电范畴,面向变频冰箱和风机驱动的SLIMDIP-S和面向变频空折衷洗衣机的SLIMDIP-L智能功率模块、外面贴装型IPM有助于推进变频家电完成小型化。
在工业运用方面,三菱机电第七代IGBT和第七代IPM模块,初次采取SLC封装技巧,使得模块的运用寿命年夜幅延伸。在新动力发电特殊是风力发电范畴,本年推出基于LV100封装的新型IGBT模块,有益于晋升风电变流器的功率密度和机能价钱比。
在轨道牵引运用范畴,X系列HVIGBT平安任务区域度年夜、电流密度增长、抗湿度鲁棒性加强,有助于进一步进步牵引变流器现场运转的靠得住性。而在电动汽车范畴,J1系列Pin-fin模块具有封装小、外部杂散电感低的特征。
2018年,三菱机电将在以上五年夜范畴,强化新产物的推行和运用力度。在变频家电范畴,三菱机电将在分体式变频空折衷变频洗衣机中扩展和强化SLIMDIP-L的运用,在空调电扇和变频冰箱中慢慢扩展SLIMDIP-S的运用,在更小功率的变频家电运用中慢慢推行应用外面封装型IPM。在中高压变频器、光伏逆变器、电动年夜巴、储能逆变器、SVG、风力发电等运用中,三菱机电将强化第7代IGBT模块的市场拓展;而在电动乘用轿车范畴,三菱机电将为客户供给电动汽车公用模块和全体处理计划;在轨道牵引范畴,将最新的X系列HVIGBT的推行到高铁、动车、地铁等运用范畴。
(图四:年夜中国区三菱机电半导体技巧总监宋高升为PCIM展会专业不雅众讲授三菱机电最新技巧)
立异技巧引领行业成长
六十年以来,三菱机电之所以可以或许一向坚持行业抢先位置在于连续性和立异性的研讨与开辟。
作为功率元器件的焦点,IGBT芯片的主要性不问可知。在功率半导体最新技巧成长方面,三菱机电IGBT芯片技巧一向在提高,第三代IGBT是平板型的结构,第四代IGBT是沟槽性的结构,第五代成为CSTBTTM,第六代是超薄化CSTBTTM,第七代IGBT结构加倍微细化和超薄化的CSTBTTM。
从IGBT芯片的机能指数(FOM)下去看,第六代已比第一代进步了16倍,第七代比第一代进步了26倍。从封装技巧来看,在小容量花费类DIPIPMTM产物中,三菱机电采取了压注模的封装办法。在中容量工业产物、电动汽车公用产物中,采取了盒式封装。而在年夜容量、特殊是用在高铁上的产物中,采取了高机能的碳化硅铝底板,然后再用盒式封装完成。
在量产供给的同时,三菱机电也在为下一个需求迸发点蓄势发力,年夜概在2022年阁下,三菱机电将会斟酌12英寸功率元器件产线的投资。在Dr.Gourab Majumdar看来,2020-2022年,IGBT芯片市场将会有年夜幅的增加。
SiC作为下一代功率半导体的焦点技巧偏向,与传统Si-IGBT模块比拟, SiC功率模块最重要优势是开关消耗年夜幅减小。关于特定逆变器运用,这类优势可以减小逆变器尺寸,进步逆变器效力及增长开关频率。今朝,基于SiC功率器件逆变装备的运用范畴正在赓续扩展。但受制于本钱身分,今朝SiC功率器件市场渗入渗出率很低,跟着技巧提高,碳化硅本钱将疾速降低,将来将是功率半导体市场主流产物。
(图五:三菱机电半导体首席技巧官Dr. Gourab Majumdar)
“碳化硅功率模块因为有耐低温、低功耗和高靠得住性的特色,可以拓展更多运用范畴。关于今后开辟新市场来讲,碳化硅是最好的选择。”Dr.Gourab Majumdar说。
三菱机电从2013年开端推出第一代碳化硅功率模块,现实上,早在1994年,三菱机电就开端了针对SiC技巧的开辟; 2015年开端,SiC功率器件开端进入浩瀚全新运用范畴,同年,三菱机电开辟了第一款全SiC功率模块,装备在机车牵引体系在日本新支线装置应用。三菱机电SiC功率模块产物线已涵盖额外电流15A~1200A及额外电压600V~3300V,今朝都可供给样品。
因为碳化硅需求量急速增加,2017年,三菱机电投资建造6英寸晶圆临盆线,合营新技巧来缩少芯片尺寸,今朝该产线正按筹划推动中,估计2019年将完成量产。
电力电子行业对功率器件的请求更多地表现在晋升效力与减小尺寸功率密度方面,是以新型SiC MOSFET功率模块将取得愈来愈多的运用。为了知足功率器件市场对噪声低、效力高、尺寸小和分量轻的请求,三菱机电一向努力于研讨和开辟高技巧产物。正在抓紧研发新一代沟槽栅SiC MOSFET芯片技巧, 该技巧将进一步改良短路耐量和导通电阻的关系,并筹划在2020年完成新型SiC MOSFET模块的贸易化。
外面贴装型IPM和第7代IGBT模块(LV100封装)
继客岁展出了用于变频家电的小封装的SLIMDIP-S/SLIMDIP-L后,三菱机电本年展出了更小封装的外面贴装型IPM。值得一提的是,IPM相对不是简略的把驱动和IGBT放到一个盒子里这么简略,怎样能让它施展外面内置的功率元器件最好的机能,让用户体验更好,才是症结。
据悉,该新品实用于家用变频空调电扇、变频冰箱、变频洗碗机等机电驱动体系。并筹划于9月1日开端出售。这款产物将组成三相逆变桥的RC-IGBT(反领导通IGBT)、高电压掌握用IC、低电压掌握用IC,和自举二极管和自举电阻等器件集成在一个封装中。 该产物采取外型尺寸为15.2mm×27.4mm×3.3mm的外面封装型,可以经由过程回流焊接装配装置到印刷电路板上去。
外面贴装型IPM具有三年夜特征:1、经由过程外面贴装,使体系装置变得更轻易;2、该产物经由过程内置掌握IC和最好的引脚结构,在完成体系的小型化并使基板布线简化方面具有积极意义;3、而经由过程内置掩护功效,可以赞助进步体系的设计自在度。
在第7代IGBT模块后,三菱机电本年推出了实用于工业及新动力运用的通用年夜功率模块——第7代IGBT模块(LV100封装)。
该产物在通用变频器,高压变频器,风力发电等范畴的运用市场辽阔,低杂散电感相符将来年夜功率变流器的封装设计;采取第7代功率芯片组 和SLC 技巧,进步性价比;另外,该产物下降开关消耗,有益于进步开关频率;而且去除底板焊接层,进步热轮回寿命。
助力社会将来成长
除精雕细琢产物以外,三菱机电更是视助力社会将来成长为己任,存眷下一代生长教导和节能减排。
今朝,三菱机电已在清华年夜学、浙江年夜学、华中科技年夜学、合肥工业年夜学四所高校设立了三菱机电电力电子奖学金,并设立了功率器件运用结合试验室。
到2021年,正好是三菱机电成立100周年,为了庆贺100周年,早年几年开端,三菱机电外部就制订了对应节能环保社会请求的计划,争夺在100周年的时刻完成这一目的。
现实上,功率半导体临盆发生的无害物资是很少的,基于机能优良的第7代IGBT芯片,经由过程改良资料和封装技巧,三菱机电正赓续进步功率半导体器件的节能后果。