三菱電機半導體首席技術官GourabMajumdar博士，在PCIM Asia 2016展會期間提到，三菱電機的功率半導體模塊（包括其在美國合資企業Powerex）2014年和2015年的銷售額大約在4.3兆日元至4.4兆日元，約占全球總銷量的23%，位居功率模塊市場首位。

 

圖1：三菱電機半導體首席技術官GourabMajumdar博士記者會演講

 

雖然2016年整體經濟環境不佳，預計銷售額會有所下降。但是，由于中國市場龐大，并且根據國家相應的十三五發展規劃，中國將從制造大國邁向制造強國；因此，三菱電機十分重視拓展本地市場，同時為中國經濟的結構性調整做貢獻。三菱電機半導體將致力于數控機床、機器人、軌道交通、變頻家電、新能源和電動汽車等領域，為市場提供更高可靠性、更優性價比的產品。

圖2：三菱電機大中國區半導體總經理四個所大亮先生

 

第7代IGBT模塊性能更佳

在第7代IGBT模塊中，分為NX及STD封裝兩種。NX封裝俗稱扁平形封裝，有2合1、6合1和7合1的產品；STD是殼式的標準封裝，以2合1的產品為主，兩種封裝同樣提供650V、1200V和1700V的產品。

圖3：三菱電機技術人員為媒體解說IGBT等系列產品

 

三菱電機自1968年提出IGBT概念后，至今已經開發到第7代IGBT產品。IGBT芯片的尺寸越來越小，厚度越來越薄，功耗也越來越低。

 

第七代IGBT產品的壽命和可靠性也有了大幅度提升。對于NX封裝，三菱電機采用樹脂絕緣基板代替傳統的AlN，提升了熱循環壽命，采用黑色的DP樹脂替代傳統的透明凝膠，令功率循環壽命得到大幅度提升。

 

對于STD封裝的第7代IGBT產品，三菱電機采用了全新的厚銅陶瓷基板技術提升熱循環壽命，采用了主端子超聲波焊接技術，降低了封裝內部的雜散電感。

 

為了提高基于第7代IGBT模塊變頻器的生產效率，三菱電機提供了壓接端子和預涂覆熱界面材料的可選項。

 

 

IGBT和IPM齊頭并進

針對工業應用，三菱電機設計了G1系列IPM，它是一種殼式的智能功率模塊，把IGBT芯片驅動和保護電路集成在一起。它功耗低，尺寸小，產品線較豐富。根據不同的電流等級，耐壓等級和實際散熱效果，分為A、B及C三種封裝供客戶選擇。

 

 

對于電動車和混合電動車，三菱電機較新提供J1系列，集成的散熱器采用針腳式，可以直接插到電動車下面的水槽里，通過水冷，提升散熱功能。

 

 

針對小功率變頻器，三菱電機全新設計了DIPIPM+，它是在現有DIPIPM™的基礎上，增加了整流橋和制動單元，將小功率變頻器所需的所有功率器件均集成在內，簡化了客戶的設計。

 

SLIMDIP就是纖細型的DIPIPM™，比一般的超小型DIPIPM™小30%，它采用了RC-IGBT內置功率芯片數量從原來的12個減少至6個，分為5A和15A兩款。5A產品適合風機和冰箱，15A產品適用于洗衣機和空調。

 

在電力機車牽引方面，三菱電機的HVIGBT封裝基本上已成為行業默認的標準。為了整體行業的可持續發展，三菱電機與競爭對手一起開發下一代產品的封裝標準。

 

 

在新一代二合一HVIGBT封裝中，中低壓的叫LV100，絕緣耐壓是6kV，電壓等級從1700到3300V，電流等級分450A和900A兩款。高壓的叫HV100，絕緣極限達到10kV，電壓等級從3500V到6500V，電流等級有225A、330A及450A。

 

較新推出的X系列HVIGBT采用了新一代的功率芯片，功耗更低。由于提高了電流密度，在相同電壓等級下，電流等級可以更大。該產品能在四倍額定電流的情況下正常地關斷，不至于失效。

 

致力研發碳化硅產品

三菱電機從1994年開始，已經啟動碳化硅的功率器件的研究，至今已有20多款產品面世，部分產品應用在日本新干線和700系列車上。三菱電機在牽引變流器、工業自動化、變頻空調器里面都已采用混合碳化硅功率模塊，并實現商業化。

 

 

碳化硅功率模塊性能極佳，是未來五到十年的主流。但是，現在還沒有被市場廣泛接受，主要是由于性價比的問題，其次是應用技術的問題。碳化硅模塊的生產設備投資很高，晶圓良品率仍未達標，導致成本高昂，無法大量使用。未來，三菱電機將通過一些特殊領域的大規模使用以點帶面，令市場的價格逐步降下來。

 

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