在PCIM Asia 2024展會(huì)上，富士電機(jī)展示了多款應(yīng)用于不同領(lǐng)域的產(chǎn)品，其應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)自動(dòng)化、新能源發(fā)電、白色家電、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。展會(huì)期間，富士電機(jī)（中國(guó)）有限公司董事、副總經(jīng)理、半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)本部本部長(zhǎng)福井秀幸、半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)統(tǒng)括部統(tǒng)括部長(zhǎng)徐國(guó)偉以及半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)技術(shù)統(tǒng)括部部長(zhǎng)李俊共同就本次展會(huì)帶來(lái)的重點(diǎn)產(chǎn)品以及未來(lái)的產(chǎn)業(yè)布局與《變頻器世界》進(jìn)行了分享。

富士電機(jī)（中國(guó)）有限公司董事、副總經(jīng)理、半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)本部本部長(zhǎng)福井秀幸（左）、半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)統(tǒng)括部統(tǒng)括部長(zhǎng)徐國(guó)偉（右）

富士電機(jī)（中國(guó)）有限公司半導(dǎo)體營(yíng)業(yè)技術(shù)統(tǒng)括部部長(zhǎng)李俊

專注技術(shù)革新，提供高可靠性產(chǎn)品

據(jù)李俊介紹，富士電機(jī)一直致力于產(chǎn)品的技術(shù)革新以滿足電力電子裝置對(duì)于功率半導(dǎo)體模塊的小型化、低損耗及高可靠性應(yīng)用的需求。本次展會(huì)，富士電機(jī)帶來(lái)了面向各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品，并配合展示了一些實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，展出了采用第7代“X系列”芯片和封裝技術(shù)的全系列功率半導(dǎo)體模塊產(chǎn)品，第7代IGBT產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)175℃的連續(xù)工作結(jié)溫，相對(duì)上一代產(chǎn)品可以幫助變流器裝置降低10%以上的電力損耗，以及更高的可靠性和工作壽命。

在新能源發(fā)電領(lǐng)域，展出了富士RC-IGBT系列產(chǎn)品，它將IGBT和FWD結(jié)合在單個(gè)芯片之上，可以提高芯片的有效散熱面積，降低結(jié)殼熱阻，特別適合于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等需要較大電流輸出能力的應(yīng)用場(chǎng)景。

富士電機(jī)RC-IGBT

在白色家電應(yīng)用和小容量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，富士電機(jī)帶來(lái)了已經(jīng)推向市場(chǎng)的的第3代Small-IPM模塊，其中一個(gè)重要的特點(diǎn)是改善了開(kāi)關(guān)特性，大幅降低EMI噪聲表現(xiàn)。另外，耐壓提升到650V，增強(qiáng)了抗浪涌能力。

富士電機(jī)第三代small-IPM模塊

在汽車領(lǐng)域，展出了覆蓋80kW~220kW功率段應(yīng)用的最新車載功率模塊系列，這些產(chǎn)品采用了富士電機(jī)7.5代的RC-IGBT芯片技術(shù)，具有更低的導(dǎo)通損耗。部分產(chǎn)品采用銅引線框技術(shù)代替鋁綁定線，加上改善的第4代的直接水冷結(jié)構(gòu)，大幅提高了芯片散熱效果和模塊的功率密度。

此外，本次展會(huì)，富士電機(jī)還帶來(lái)了SiC新品——HPnC封裝的系列產(chǎn)品，可以搭載SiC芯片，滿足更多的定制化需求。

第三代SIC MOSFET明年投放，兼容傳統(tǒng)硅模塊

隨著市場(chǎng)對(duì)于功率器件小體積、大電流、高功率密度的追求越來(lái)越迫切，碳化硅成為了下一代功率器件的發(fā)展方向。富士電機(jī)很早就開(kāi)始了碳化硅器件的研發(fā)，早在2013年日本松本工廠就投產(chǎn)了6英寸SiC晶圓產(chǎn)線，2014年第一代平面型碳化硅MOSFET模塊已經(jīng)應(yīng)用在富士電機(jī)的光伏逆變器上。之后也有應(yīng)用在某些高端通用變頻器上，以實(shí)現(xiàn)特殊的全密閉防潑水的應(yīng)用場(chǎng)景。另外，日本的東海道新干線新機(jī)型N700S系列的主變流器也采用了富士電機(jī)的混合型碳化硅模塊，由于大幅降低了器件損耗，變流器的體積和重量相對(duì)于既有機(jī)型分別下降了13%和10%。2018年，富士電機(jī)開(kāi)發(fā)了第一代溝槽門極SiC MOSFET產(chǎn)品，單位面積下的導(dǎo)通阻抗相對(duì)平面型器件大幅降低了65%左右。

李俊表示，富士電機(jī)目前正在研發(fā)第三代溝槽門極SiC MOSFET，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)于明年投放市場(chǎng)。第三代溝槽門極SiC MOSFET常溫下單位面積導(dǎo)通阻抗預(yù)計(jì)可以降到2.0毫歐左右，門極閾值電壓可以達(dá)到5V以上，門極驅(qū)動(dòng)電壓與硅模塊兼容，更加方便客戶的使用。富士的碳化硅模塊封裝也會(huì)與傳統(tǒng)的硅模塊典型封裝保持兼容，方便客戶從硅模塊直接切換，降低了應(yīng)用的復(fù)雜度。當(dāng)然模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)碳化硅器件高速開(kāi)關(guān)的特性做了優(yōu)化，降低內(nèi)部端子雜散電感以抑制高速開(kāi)關(guān)帶來(lái)的電壓尖峰。富士電機(jī)也將推出電壓等級(jí)范圍涵蓋750V至3300V的器件以覆蓋不同的應(yīng)用市場(chǎng)。

“在去年制定的到2026年的中期計(jì)劃中，計(jì)劃擴(kuò)大日本松本工廠和津輕工廠的碳化硅前工程的產(chǎn)能。相對(duì)2022年，芯片產(chǎn)能將會(huì)增加五十倍左右。預(yù)計(jì)2026年碳化硅器件的銷售比例將會(huì)超過(guò)2成。”李俊表示，隨著產(chǎn)能的擴(kuò)大，未來(lái)將會(huì)有更多的資源投放到中國(guó)市場(chǎng)。另外，富士電機(jī)還可根據(jù)客戶的需求，提供各種規(guī)格的定制化碳化硅芯片。

完備的品質(zhì)管理體系，強(qiáng)勢(shì)賦能電動(dòng)汽車賽道

近年來(lái)，推進(jìn)能源減排及低碳轉(zhuǎn)型成為社會(huì)各界共同關(guān)注的課題，富士電機(jī)的經(jīng)營(yíng)方針是通過(guò)我們的能源和環(huán)境業(yè)務(wù)為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)做出貢獻(xiàn)。2024年6月，考慮到當(dāng)前循環(huán)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)趨勢(shì)，富士電機(jī)修訂了“實(shí)現(xiàn)循環(huán)型社會(huì)”的目標(biāo)。福井秀幸表示，富士電機(jī)特別專注于可以為碳中和做出貢獻(xiàn)的電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，努力提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量，以利更好地服務(wù)客戶。

在福井秀幸看來(lái)，新能源汽車市場(chǎng)會(huì)保持長(zhǎng)期的增長(zhǎng)勢(shì)頭。相對(duì)于硅基功率半導(dǎo)體模塊，碳化硅模塊可以大幅降低損耗具有更高的功率密度，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電驅(qū)系統(tǒng)的輸出能力，續(xù)航里程也可以提升5%-10%左右。據(jù)透露，富士電機(jī)近幾年的銷售策略主要布局在可再生能源以及電動(dòng)汽車領(lǐng)域。從市場(chǎng)反饋情況來(lái)看，特別是電動(dòng)汽車的應(yīng)用業(yè)務(wù)在不斷擴(kuò)大，銷售額提升也較快。富士電機(jī)目前面向新能源汽車市場(chǎng)的半導(dǎo)體器件的銷售占到整體半導(dǎo)體部門銷售的一半左右，長(zhǎng)年以來(lái)與很多國(guó)際知名車企建立了良好的合作關(guān)系。福井秀幸預(yù)判，未來(lái)電動(dòng)汽車的銷售額會(huì)超越工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的銷售額。

功率半導(dǎo)體器件作為電能變換裝置的核心部件，其可靠性對(duì)于整機(jī)設(shè)備的可靠性來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。據(jù)相關(guān)的失效分析統(tǒng)計(jì)，功率半導(dǎo)體失效比例占到整體的三到四成左右。特別是對(duì)于汽車電驅(qū)系統(tǒng)使用的功率半導(dǎo)體模塊，一旦失效可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。

“富士電機(jī)的品質(zhì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)0品質(zhì)不良。”徐國(guó)偉表示，為此，富士電機(jī)在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段和生產(chǎn)階段都有著完備的品質(zhì)管理體系。另外還會(huì)通過(guò)嚴(yán)格的芯片及模塊的出廠篩選實(shí)驗(yàn)來(lái)防止不良品的流出。對(duì)于汽車級(jí)產(chǎn)品，還會(huì)建立完整的可追溯系統(tǒng)，涵蓋了從采購(gòu)到生產(chǎn)再到運(yùn)輸?shù)母鱾�(gè)環(huán)節(jié)。具體來(lái)講，就是活用每一個(gè)產(chǎn)品序列號(hào)相對(duì)應(yīng)的制造記錄信息和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行品質(zhì)管理。當(dāng)品質(zhì)發(fā)生異常時(shí)，產(chǎn)品可以通過(guò)追溯產(chǎn)品零部件的信息來(lái)進(jìn)行全面的故障原因的調(diào)查。

堅(jiān)持用產(chǎn)品說(shuō)話，加快開(kāi)發(fā)和投入下一代產(chǎn)品

富士電機(jī)十分重視中國(guó)市場(chǎng)，2013年就在深圳設(shè)立了功率半導(dǎo)體的封裝工廠，隨著產(chǎn)能的提升及產(chǎn)線的擴(kuò)大，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)全系列的封裝產(chǎn)品。2022年，富士電機(jī)還和中國(guó)一汽合資建立廠區(qū)，專門生產(chǎn)新能源汽車的車載功率半導(dǎo)體模塊。

福井秀幸表示，相較于全球市場(chǎng)而言，中國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈。特別是中國(guó)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)器件廠商不斷涌現(xiàn)，不僅推出新品的速度加快，市場(chǎng)價(jià)格也在不斷降低，價(jià)格戰(zhàn)也愈演愈烈。對(duì)此，富士電機(jī)始終在思考要做什么樣的產(chǎn)品。作為百年企業(yè)，不能純粹地靠?jī)r(jià)格去競(jìng)爭(zhēng)，而是要用產(chǎn)品說(shuō)話。因此，提高產(chǎn)品的可靠性，保持產(chǎn)品的領(lǐng)先性，才是富士電機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)賴以生存的關(guān)鍵。

“承蒙廣大客戶的厚愛(ài)，富士電機(jī)才能走到今天。富士電機(jī)將始終面向未來(lái)、不斷創(chuàng)新，根據(jù)客戶的訴求，開(kāi)發(fā)出適合客戶應(yīng)用的新產(chǎn)品。”福井秀幸表示，富士電機(jī)將會(huì)緊跟市場(chǎng)方向和政策，加快進(jìn)行下一代產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和投入，以滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。