功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。大功率半導(dǎo)體器件作為電力電子領(lǐng)域的核心元器件具有較高的技術(shù)含量，技術(shù)與工藝的不斷進(jìn)步，正推動大功率半導(dǎo)體器件向高電壓、大電流、高頻化、模塊化的方向發(fā)展。
在近期深圳PCIMAsia2021電力電子展上，東芝半導(dǎo)體（以下簡稱東芝）展出了東芝大功率器件IEGT、二電平拓?fù)涞腜PI壓接裝置、全碳化硅模塊、智能功率器件、車載分立器件、分立器件封裝產(chǎn)品線等產(chǎn)品。
憑借高可靠性、高效率和小尺寸的特點(diǎn)，東芝IEGT能支持新能源、輸配電等大功率應(yīng)用以及工業(yè)和牽引應(yīng)用。據(jù)東芝電子元件（上海）有限公司分立器件戰(zhàn)略業(yè)務(wù)企劃統(tǒng)括部，分立器件應(yīng)用技術(shù)部門高級經(jīng)理屈興國介紹，IEGT是InjectionEnhancedGateTransistor的簡稱，20世紀(jì)90年代末，東芝基于注入增強(qiáng)的技術(shù)注冊了專用名稱IEGT（柵極注入增強(qiáng)型晶體管），而實(shí)際上這個(gè)就是IGBT，只是名稱不同而已。
PPI壓接式封裝IEGT器件
東芝的IEGT在封裝上有著其獨(dú)有的優(yōu)勢，分為PMI模塊封裝和PPI壓接式封裝兩種封裝。目前，東芝在IEGT模塊上采用業(yè)界常用的PMI模塊封裝，這是一種采用鋁碳化硅基板和高CTI的材質(zhì)，具有更好的散熱效果和絕緣性，可以應(yīng)用于軌道交通牽引等嚴(yán)苛環(huán)境需求的場景。
而PPI壓接式封裝的IEGT可以說是東芝首創(chuàng)，PPI壓接式通過上下銅板和鉬片，直接把芯片壓接在內(nèi)部，芯片內(nèi)部無引線鍵合。這種方式可做到雙面散熱，比單面散熱的傳統(tǒng)封裝方式可靠性更高。第一代壓接式產(chǎn)品內(nèi)部采用晶閘管晶圓。在2000年以后，東芝停止了晶閘管的產(chǎn)品，改用IEGT芯片來生產(chǎn)PPI壓接式IEGT，目前東芝主要有臺面直徑為85mm和125mm的壓接式IEGT產(chǎn)品。
為了讓客戶可以便捷地使用和了解器件，東芝半導(dǎo)體和第三方公司進(jìn)行了合作。本次展出的IEGT壓接模組子單元，就是東芝半導(dǎo)體與雅創(chuàng)、青銅劍三方合作的產(chǎn)品。屈興國舉例說，客戶想要了解一個(gè)器件，會先測試單顆器件的性能，如果性能達(dá)標(biāo)會再設(shè)計(jì)相應(yīng)的產(chǎn)品，而與青銅劍的合作可以助力客戶快速測試器件，縮短客戶開發(fā)周期。
DriverbyBronze驅(qū)動器（由青銅劍公司提供）
本次展會，東芝還展示了碳化硅MOSFET模塊。據(jù)了解，碳化硅MOSFET模塊1700V／400A雙管、3300V／800A雙管產(chǎn)品均在開發(fā)中。其中，3300V／800A雙管產(chǎn)品已在今年5月推出商業(yè)樣品，今年9月-10月將進(jìn)入量產(chǎn)階段，該產(chǎn)品將主要應(yīng)用在機(jī)車以及高壓電子變壓器領(lǐng)域。而1700V／400A雙管產(chǎn)品預(yù)計(jì)會在年底推出，該產(chǎn)品主要應(yīng)用在風(fēng)電等新能源領(lǐng)域。屈興國表示，東芝的純碳化硅產(chǎn)品還屬于工控產(chǎn)品，目前暫無車載碳化硅產(chǎn)品，不過已經(jīng)計(jì)劃車規(guī)級純碳化硅器件。
“功率半導(dǎo)體未來將會在車載和工控這兩個(gè)市場發(fā)揮重要的作用，這兩個(gè)市場將是東芝半導(dǎo)體未來的發(fā)力方向。”屈興國表示，東芝在車載領(lǐng)域有專門的產(chǎn)品線，重點(diǎn)在推新能源汽車主驅(qū)動模塊里的芯片，主要是750V的EV芯片，東芝已經(jīng)和國內(nèi)的幾家做模塊的廠商進(jìn)行合作。目前，該產(chǎn)品還在送樣階段，量產(chǎn)還需要一段時(shí)間。
在新能源汽車上的碳化硅應(yīng)用，屈興國認(rèn)為，根據(jù)電池電壓的不同，主要可分為300V-400V以及800V這兩大類。其中，普通的乘用車采用300V-400V的電池，主要使用650V或750V的IGBT，這會是硅的主流市場；而大巴車或要求更高的車采用800V的電池，則需要用到1200V的功率器件，這將會是碳化硅的主流市場。
隨著越來越多的本土廠商崛起，加上相關(guān)政策的扶持，功率器件國產(chǎn)化已經(jīng)是大趨勢。對此，東芝充分發(fā)揮自己小型化、高性能的優(yōu)勢，走差異化的發(fā)展路線。“面對市場的激烈競爭，不能一味地依靠價(jià)格去平衡，而是真正做出人家做不了的東西，這才是脫穎而出的關(guān)鍵一環(huán)。”在屈興國看來，加大與國內(nèi)廠商的合作也是應(yīng)對激烈競爭的措施之一，不僅貼近市場還降低了成本。此外，東芝近幾年一直在嘗試功率器件本土化，像一些原材料在國內(nèi)尋找資源替代。
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