
圖為 大中國區三菱電機半導體總經理四個所大亮(中)、功率器件應用技術中心高級經理何洪濤(右一)、市場中心副總監陳偉雄(左一)
引領市場源于幾十年的術業專攻
功率半導體是弱電控制與強電輸出之間、信息技術與先進制造技術之間的橋梁。近幾年,基于中國乃至全球各國對節能減排的迫切需求,功率半導體器件的技術得到了快速發展,應用范圍已經突破了傳統的工業領域,向著新能源、軌道交通、智能電網等諸多新興領域邁進。
三菱電機開始從事研發和生產功率半導體可以追溯到20世紀50年代,發展至今已有60年的歷史。經過60年的發展,三菱電機功率半導體引領業界從電流控制型GTO和雙極達林頓晶體管發展到復合全控型電壓驅動式IGBT乃至SiC器件。新一代功率半導體器件除具有高頻(相對于傳統功率器件而言)工作的特點外還都是電壓控制器件,這些器件因其驅動電路簡單,逐漸成為功率半導體器件的主流發展方向,在國際上被稱為現代功率半導體器件。在半導體領域的這種持續性和創造性的研究與開發,成就了三菱電機今天的行業領先地位。
隨著 “中國制造2025”的到來,以及工業自動化的大勢所趨,中國的制造業也在逐漸轉型升級。三菱電機十分重視拓展本土市場,每年持續加大產品研發投入,致力于降低產品的重量、尺寸和損耗,以實現同時提升性能和降低成本的雙重目的。目前集中研發的產品包括第7代IGBT模塊、第7代IPM模塊、 三電平IGBT模塊、X系列HVIGBT模塊、新一代DIPIPM™、汽車級J1系列IGBT模塊以及新型SiC功率模塊等。
作為諸多領域質量和創新的引領者,三菱電機半導體在工業發展中扮演著重要角色。在中國制造業轉型升級的當口,三菱電機為此又將做出哪些貢獻呢?
四個所大亮在采訪中坦言,中國的工業與制造業經歷最近二十年的快速發展,在累積了一定的生產經驗基礎上,促進傳統工業生產的轉型升級是大勢所趨。三菱電機以改善生產效率、提供高品質產品以及滿足環境發展需要為目標,將在自動化方面投入更多研發生產精力,以匹配中國工業自動化轉型升級的發展需求。
“為了迎接中國市場的發展機遇,三菱電機在團隊建設方面,投入更多資源在人力、銷售及應用技術團隊上;在技術應用上,改善實驗室的設備并與中國高校積極開展合作;在生產上,計劃將更多的生產、研發團隊轉移到中國;在對外宣傳上,通過公開的研討會、展會等形式,向外界展示最新的技術與產品。”四個所大亮表示,三菱電機作為一個全球性企業,在功率半導體快速發展的今天,通過上述種種措施,緊抓機遇,致力于為中國及全球市場做出更大貢獻。

2017三菱電機功率模塊技術研討會現場(一)
每個亮點都是極致追求性能的體現
在產品研發方面,三菱電機致力于追求全球領先、值得信賴的產品與技術。自上世紀八十年代后期推出IGBT模塊后,三菱電機至今已經開發到工業用第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。
據了解,工業用第7代IGBT模塊分為NX和STD兩種封裝,NX封裝俗稱扁平形封裝,STD是殼式的標準封裝,兩種封裝標準都符合性能更高、使用更方便的封裝理念,可以支持多樣化的客戶需求。采用NX封裝結構的第7代IGBT模塊相較于第6代,重量減少15%,在焊接型端子的基礎上,新增壓接型端子,且主端子與競爭對手的對應產品兼容,實現了競爭優勢的大幅度提高;而采用STD封裝結構的第7代IGBT模塊則表現更為卓越,比第6代在內部電感上減小30%,封裝尺寸上減小20%,重量上減小45%。
“從整體上講,工業用第7代IGBT模塊具備三大亮點:第一,大量的研發投入成功地實現了功耗更低的目標;第二,新的模塊封裝技術實現了產品的高可靠性;第三,產品使用壽命的延長,帶來整個應用裝置系統成本的降低。”采訪中,何洪濤介紹,基于第7代IGBT芯片技術的功率模塊在傳統工業領域應用較多,但隨著市場需求的發展,應用范圍逐漸向新能源、軌道交通等新興領域擴展。
除了工業用第7代IGBT模塊,功率器件作為電力驅動系統的重要控制部件,對于電動汽車也至關重要。用于電動汽車(EV)、混合動力汽車(HEV)的專用IGBT模塊也已成為三菱電機的重點研發方向。
隨著人們對汽車安全性要求的逐步提高,對汽車電機驅動用的功率半導體可靠性提出了更高要求。三菱電機于上世紀90年代率先在行業中開始量產汽車用功率半導體模塊,產品被用于各種EV、HEV上,積累了大批量生產和實際應用的經驗。
何洪濤表示,早在20年前伴隨著日本混合動力汽車的發展,三菱電機就開始做電動汽車的專用功率半導體器件。從全球范圍來講,三菱電機一直把電動汽車市場作為跟蹤以及產品開發的一個重點。三年前(2014年),三菱電機借鑒在日本汽車產業的應用經驗,以客戶定制型產品為基礎開發出了標準型汽車級功率模塊,開始向包括中國在內的國際市場推廣,而此時(2014年)也正是中國電動汽車大力發展的開端。
三菱電機目前主推的J1系列汽車用IGBT模塊,是基于日本原有的客戶專用型定制品封裝技術與切割技術的積累而開發的標準品,相較于市場上已有的其它產品更具優勢。
何洪濤介紹:“新一代J1系列汽車級功率模塊不僅沿襲了J系列T-PM的顯著優點如直接主端子綁定結構(DLB)、硅片級溫度傳感器和電流傳感器,而且采用更低損耗的第7代CSTBT™硅片技術,使效率更高;同時采用6in1的 Pin-Fin結構,使得封裝尺寸減少40%,導熱性能提高30%,具有更高的功率密度,更便于冷卻及散熱器安裝,提升了產品的性能價格比。”

2017三菱電機功率模塊技術研討會現場(二)
所謂競爭歸根結底就是產品的比拼
數據統計, 2020年功率半導體全球市場規模有望達231億美元。2014年-2020年,平均增長率為6.4%。在國際市場中,工業領域、新能源、軌道交通等方面的功率半導體需求增加。日本、美國的光伏發電需求旺盛,風力發電歐洲的需求較大。此外,工業用機器人、半導體生產設備等業務發展形勢較好,伺服驅動用IPM增加。而在中國,以高鐵、地鐵、光伏和風力發電、電動汽車等為代表的新能源產業潛力巨大。
當然,廣闊的市場帶來的,是激烈的競爭。在全球化市場拓展中,三菱電機不僅要與每一個國家的本土企業進行技術切磋,更要與全球各地的優秀企業同臺競技。對于如何從容面對已經到來的行業競爭,三菱電機自有應對之道。
“企業之間的競爭,歸根結底就是產品的競爭。”陳偉雄認為,三菱電機的發展得益于背后技術團隊強有力的支持。
“三菱電機在不同的領域每年都會推出不同的新產品來應對新的市場需求,而每一款新產品的開發都要經過三個層面的考驗。第一,更高的性能;第二,更好的質量;第三,更便捷的使用。創新是每一代產品的基本出發點,以此才能始終保持自身的競爭優勢。”陳偉雄介紹。作為在諸多領域質量和創新的引領者,尖端的技術、現代化的制造工藝和豐富的產能是三菱電機穩居世界前列的關鍵因素。
據了解,三菱電機功率器件除了目前已經占據中國市場份額領先地位的傳統的工業領域、家電領域,在與中國現代化發展密切相關的高鐵、地鐵等軌道交通以及風能、太陽能、電動汽車為代表的可再生能源和新能源領域均有專業的產品應用。
“不管是在中國還是全球各地,競爭都是無法避免的,在中國市場的發展中,我們同樣看到了競爭對手的進步。但作為一個全球性企業,三菱電機在電力電子領域已有60年的發展歷史,產品廣泛應用在世界各地的各個領域,已成長為具有穩定根基的電力電子器件制造商與供應商。面對越來越多的競爭對手,三菱電機有能力保持自身已有的市場份額,同時也注重開拓新的業務板塊,以此來鞏固自身的市場地位和競爭優勢。”陳偉雄坦言道。
在宣傳冊中,三菱電機將自身定位為“為構建和諧社會做貢獻的全球環保先進企業”,讓我們共同期待這個即將100歲的企業能夠在悠悠的歲月中不負眾望,在為全球提供各類高精尖產品的同時,實現“ecochanges 精于節能 盡心環保”的目標。
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