在近期舉辦的PCIM亞洲展中,三菱電機表示,2014年功率器件市場在整體經歷了2012年的業績下滑后,市場正在逐漸恢復并升溫,預計到2016年,整體業績可以回復到2011年的歷史高峰。
為了滿足市場需要,三菱電機功率半導體制作所總工程師佐藤克己先生表示,三菱電機持續每年投入產品研發,降低產品的重量、尺寸和損耗,最終實現提升性能和降低成本,F時集中發展第7代IGBT模塊、混合碳化硅產品、工業用DIPIPMTM、以及新的IPM系列。
三菱電機大中國區半導體市場總監錢宇峰先生表示,在中國政府2014年推行的“治污染促消費”政策下,受益行業包括保障性安居工程、鐵路、信息技術、新能源、節能設備以及城市基礎設施項目。三菱電機功率器件會在軌道牽引、變頻家電、電動汽車、太陽能風能發電和機器人等工控自動化領域中,有長足的發展。
白色家電和傳統工業為主
對于三菱電機功率模塊來說,錢宇峰指出,在中國市場最主要是白色家電和傳統工業。特別是在變頻空調領域,目前三菱電機的DIPIPMTM產品在中國市場份額接近60%。佐藤克己指出,這個采用壓鑄模技術生產的小型DIPIPMTM智能功率模塊,已經成為行業標準。
在傳統工業領域中,三菱電機的DIPIPMTM,以小型化、集成化、高性價比在市場競爭中勝出,主要用于通用變頻器、伺服、數控等馬達驅動和運動控制領域,同時隨著中國的經濟結構調整,小功率產品的應用,特別是機器人和工廠自動化產品可能每年都有30%,甚至50%的提升。
在高端變頻器和伺服驅動器應用上,佐藤克己指出,將推出G系列IPM,進一步提高了產品集成度。內置自舉電路、限流電阻和限流二極管,將三相逆變橋用的六個開關器件集成到小封裝里,進一步簡化了外圍電路,并可通過管腳輸出線性電壓值,以實時監控模塊溫度。
電力牽引市場前景秀麗
作為大功率電力牽引領域,錢宇峰表示,三菱電機HVIGBT產品通過了IRIS的認證,其高可靠性已經得到業界公認,被眾多軌道交通生產廠家廣泛采用。
針對動車市場,三菱電機將發展S系列和X系列的HVIGBT,采用新一代的IGBT芯片技術,功耗降低20%,并同時采用混合型產品,功耗進一步降低至30%,若將來采用正在開發的IGBT全碳化硅產品,可降低70%功耗。
在工業應用上,DIPIPMTM有兩大新產品,第一個是第6代超小型產品,采用第7代IGBT芯片,跟老芯片相比,在同樣的導通電壓下,電流可以提升20%。第二個是針對工業市場的小型DIPIPMTM,絕緣耐壓為2500V,集成了IGBT和續流二極管等最主要的器件,在內部IC上設置了溫度傳感器,并輸出正比于溫度的線性電壓,使用更安全。
新能源市場審慎
佐藤克己稱,在太陽能應用上,產品將在小型化低功耗器件中,引入混合碳化硅產品。針對兆瓦級的風能或太陽能發電,將有兩個系列產品,絕緣耐壓值不同,1700V以下使用New-MPD,3300V以上采用HVIGBT。此外,還有適合三電平逆變器用的新型四合一IGBT模塊,特別適合太陽能發電,能實現很高的轉換效率。
針對電動汽車市場,三菱電機推出了J1系列專用IGBT模塊。這是個六合一的IGBT模塊,采用了第7代IGBT芯片。這個產品采用針腳(Pin-fin)型鋁散熱器,方便和水冷系統結合,比以前銅散熱器輕;同時也采用了直接主端子綁定(DLB)技術,使鍵合線壽命提高了3倍;同時產品重量降低了30%,損耗也相應降低了。
芯片越來越薄
展望未來發展方向,佐藤克己指出,一是芯片薄,能降低功耗;二是封裝散熱性好,包括能承受更高的溫度或提升電流密度,以拓展產品覆蓋面;三是集成度高,如嵌入驅動電路,以提高使用可靠性。三菱電機將把以上三者有機結合起來,根據不同的應用領域,開發不同的新產品。
對于今年推介的第7代IGBT模塊,采用更薄的IGBT芯片,功耗降低了約15%-20%。模塊分NX(通用)系列和STD(標準)系列兩種封裝,取消了絕緣基板,提高了散熱性,使產品變得更輕,效率提升了35%。三菱電機更在產品上預涂導熱材料(TIM),簡化了客戶的生產工序。NX系列的分針型管腳或焊接管腳。為了降低反復開關造成的噪音,三菱電機增強了通過柵極電阻調節dv/dt的可控性。
佐藤克己指出,三菱電機的第7代IGBT芯片,其單位面積電流密度指數絕對值是最高的。為降低電流密度增加后的負面因素,三菱電機生產IPM產品時,把驅動和控制集成,更能發揮第7代IGBT的性能。第8代IGBT芯片將仍朝晶圓超薄化,和加工工藝的技術提升方向發展,不僅提升晶圓性能,同時達到降低損耗的效果。<
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