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三菱電機(jī)預(yù)估2016年功率器件市場(chǎng)將再創(chuàng)新高

2014/7/3 0:35:11

三菱電機(jī)（www.MitsubishiElectric-mesh.com）日前在參加2014年P(guān)CIM亞洲展時(shí)，估計(jì)功率器件市場(chǎng)在整體經(jīng)歷了2012年的業(yè)績(jī)下滑后，市場(chǎng)正在逐漸恢復(fù)并升溫，預(yù)計(jì)到2016年，整體業(yè)績(jī)可以回復(fù)到2011年的歷史高峰。

三菱電機(jī)功率半導(dǎo)體制作所總工程師佐藤克己先生

為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需要，三菱電機(jī)功率半導(dǎo)體制作所總工程師佐藤克己先生表示，三菱電機(jī)持續(xù)每年投入產(chǎn)品研發(fā)，降低產(chǎn)品的重量、尺寸和損耗，最終實(shí)現(xiàn)提升性能和降低成本?，F(xiàn)時(shí)集中發(fā)展第7代IGBT模塊、混合碳化硅產(chǎn)品、工業(yè)用DIPIPMTM、以及新的IPM系列。

三菱電機(jī)大中國(guó)區(qū)半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān)錢(qián)宇峰先生

三菱電機(jī)大中國(guó)區(qū)半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān)錢(qián)宇峰先生表示，在中國(guó)政府2014年推行的“治污染促消費(fèi)”政策下，受益行業(yè)包括保障性安居工程、鐵路、信息技術(shù)、新能源、節(jié)能設(shè)備以及城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。三菱電機(jī)功率器件會(huì)在軌道牽引、變頻家電、電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能風(fēng)能發(fā)電和機(jī)器人等工控自動(dòng)化領(lǐng)域中，有長(zhǎng)足的發(fā)展。

白色家電和傳統(tǒng)工業(yè)為主
對(duì)于三菱電機(jī)功率模塊來(lái)說(shuō)，錢(qián)宇峰指出，在中國(guó)市場(chǎng)最主要是白色家電和傳統(tǒng)工業(yè)。特別是在變頻空調(diào)領(lǐng)域，目前三菱電機(jī)的DIPIPMTM產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)份額接近60%。佐藤克己指出，這個(gè)采用壓鑄模技術(shù)生產(chǎn)的小型DIPIPMTM智能功率模塊，已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

錢(qián)宇峰續(xù)稱(chēng)，變頻空調(diào)在2013年的變頻率達(dá)到30%，2014年仍有5%的遞增，同時(shí)隨著2013年6月“節(jié)能惠民政策”正式推出，以及10月變頻空調(diào)新能效標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，變頻率將逐年遞增，其DIPIPMTM的需求也會(huì)相應(yīng)提升。

在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中，三菱電機(jī)的DIPIPMTM，以小型化、集成化、高性?xún)r(jià)比在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，主要用于通用變頻器、伺服、數(shù)控等馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，同時(shí)隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，小功率產(chǎn)品的應(yīng)用，特別是機(jī)器人和工廠(chǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品可能每年都有30%，甚至50%的提升。

在高端變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用上，佐藤克己指出，將推出G系列IPM，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品集成度。內(nèi)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(gè)開(kāi)關(guān)器件集成到小封裝里，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了外圍電路，并可通過(guò)管腳輸出線(xiàn)性電壓值，以實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊溫度。

電力牽引市場(chǎng)前景秀麗
作為大功率電力牽引領(lǐng)域，錢(qián)宇峰表示，三菱電機(jī)HVIGBT產(chǎn)品通過(guò)了IRIS的認(rèn)證，其高可靠性已經(jīng)得到業(yè)界公認(rèn)，被眾多軌道交通生產(chǎn)廠(chǎng)家廣泛采用。

最近二至三年內(nèi)中國(guó)政府仍然將維持每年7千億元的投入來(lái)發(fā)展大鐵路項(xiàng)目，包括高鐵、和諧號(hào)貨車(chē)、客貨兩運(yùn)車(chē)等，再加上地方政府每年投入3千億元建造地鐵，整個(gè)牽引市場(chǎng)的投入近1萬(wàn)億元，其中約1300億元用于采購(gòu)和更新機(jī)車(chē)，所以市場(chǎng)前景保持樂(lè)觀。

針對(duì)動(dòng)車(chē)市場(chǎng)，佐藤克己稱(chēng)將發(fā)展S系列和X系列的HVIGBT，采用新一代的IGBT芯片技術(shù)，功耗降低20%，并同時(shí)采用混合型產(chǎn)品，功耗進(jìn)一步降低至30%，若將來(lái)采用正在開(kāi)發(fā)的IGBT全碳化硅產(chǎn)品，可降低70%功耗。

在工業(yè)應(yīng)用上，DIPIPMTM有兩大新產(chǎn)品，第一個(gè)是第6代超小型產(chǎn)品，采用第7代IGBT芯片，跟老芯片相比，在同樣的導(dǎo)通電壓下，電流可以提升20%。第二個(gè)是針對(duì)工業(yè)市場(chǎng)的小型DIPIPMTM，絕緣耐壓為2500V，集成了IGBT和續(xù)流二極管等最主要的器件，在內(nèi)部IC上設(shè)置了溫度傳感器，并輸出正比于溫度的線(xiàn)性電壓，使用更安全。

新能源市場(chǎng)審慎
在新能源領(lǐng)域，三菱電機(jī)持樂(lè)觀謹(jǐn)慎態(tài)度。錢(qián)宇峰解釋?zhuān)Ｍ龑?dǎo)太陽(yáng)能市場(chǎng)從集中式大型電站慢慢向分布式小型電站發(fā)展，因此在年初制定了今年14GW的裝機(jī)容量目標(biāo)，但半年過(guò)后效果不理想，估計(jì)最后目標(biāo)會(huì)回歸到2013年的10GW水平，市場(chǎng)將以大型電站（單臺(tái)1MW）分布式安裝為主；同時(shí)配合推出三電平的方案，以提高發(fā)電效率，作為今后太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的前端產(chǎn)品。

佐藤克己稱(chēng)，在太陽(yáng)能應(yīng)用上，產(chǎn)品將在小型化低功耗器件中，引入混合碳化硅產(chǎn)品。針對(duì)兆瓦級(jí)的風(fēng)能或太陽(yáng)能發(fā)電，將有兩個(gè)系列產(chǎn)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(yáng)能發(fā)電，能實(shí)現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)換效率。

至于風(fēng)電，錢(qián)宇峰指出目前廠(chǎng)家更多的研發(fā)已經(jīng)從陸上風(fēng)電轉(zhuǎn)向了海上風(fēng)電，容量將從3兆瓦到6兆瓦，以HVIGBT三電平方案為主，估計(jì)未來(lái)五年總的市場(chǎng)容量將在500兆瓦至1GW，但和陸上風(fēng)電每年13GW到高峰期的17GW是不可同日而語(yǔ)的，因此市場(chǎng)潛力有限。

在電動(dòng)汽車(chē)方面，錢(qián)宇峰續(xù)稱(chēng)，據(jù)發(fā)改委的數(shù)據(jù)，在2015年將有50萬(wàn)臺(tái)，到2020年達(dá)到500萬(wàn)臺(tái)的輛，雖然目前的業(yè)績(jī)離此目標(biāo)還很遠(yuǎn)，但是相信其市場(chǎng)潛能是巨大的。

佐藤克己指出，為了實(shí)現(xiàn)超高品質(zhì)車(chē)載級(jí)模塊，三菱電機(jī)嚴(yán)格控制IGBT加工工序，保留可以追溯的檔案，可以找出不良產(chǎn)品。現(xiàn)時(shí)日系所有混合動(dòng)力車(chē)，基本使用三菱電機(jī)的模塊，可以說(shuō)是為行業(yè)樹(shù)立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

他續(xù)稱(chēng)，針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，三菱電機(jī)推出了J1系列專(zhuān)用IGBT模塊。這是個(gè)六合一的IGBT模塊，采用了第7代IGBT芯片。這個(gè)產(chǎn)品采用針腳（Pin-fin）型鋁散熱器，方便和水冷系統(tǒng)結(jié)合，比以前銅散熱器輕；同時(shí)也采用了直接主端子綁定（DLB）技術(shù)，使鍵合線(xiàn)壽命提高了3倍；同時(shí)產(chǎn)品重量降低了30%，損耗也相應(yīng)降低了。

芯片越來(lái)越薄
展望未來(lái)發(fā)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(chǎn)品覆蓋面；三是集成度高，如嵌入驅(qū)動(dòng)電路，以提高使用可靠性。三菱電機(jī)將把以上三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)不同的新產(chǎn)品。

對(duì)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(biāo)準(zhǔn)）系列兩種封裝，取消了絕緣基板，提高了散熱性，使產(chǎn)品變得更輕，效率提升了35%。三菱電機(jī)更在產(chǎn)品上預(yù)涂導(dǎo)熱材料（TIM），簡(jiǎn)化了客戶(hù)的生產(chǎn)工序。NX系列的分針型管腳或焊接管腳。為了降低反復(fù)開(kāi)關(guān)造成的噪音，三菱電機(jī)增強(qiáng)了通過(guò)柵極電阻調(diào)節(jié)dv/dt的可控性。

佐藤克己指出，三菱電機(jī)的第7代IGBT芯片，其單位面積電流密度指數(shù)絕對(duì)值是最高的。為降低電流密度增加后的負(fù)面因素，三菱電機(jī)生產(chǎn)IPM產(chǎn)品時(shí)，把驅(qū)動(dòng)和控制集成，更能發(fā)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(shù)提升方向發(fā)展，不僅提升晶圓性能，同時(shí)達(dá)到降低損耗的效果。

在談到三菱電機(jī)仍采用8英寸而不是12英寸IGBT晶圓時(shí)，佐藤克己稱(chēng)，現(xiàn)時(shí)12英寸的晶圓，還沒(méi)有穩(wěn)定高壓IGBT基板供應(yīng)，反觀8英寸的基板供貨穩(wěn)定，價(jià)格低很多，所以8英寸仍是市場(chǎng)主流。

在封裝技術(shù)上，佐藤克己指出，采用壓合封裝技術(shù)，客戶(hù)可以直接把元件置于基板上，不需要錫焊，工藝、品質(zhì)、成本控制都會(huì)提升。在新產(chǎn)品中，提供針型管腳或焊接管腳兩種，還視乎廠(chǎng)家需要，制造不同尺寸的產(chǎn)品。

碳化硅產(chǎn)品功耗更低
整體來(lái)說(shuō)，佐藤克己表示，三菱電機(jī)已開(kāi)始引入混合碳化硅產(chǎn)品，即IGBT芯片用傳統(tǒng)的單晶硅，續(xù)流二極管用碳化硅，恢復(fù)特性特別好，開(kāi)關(guān)頻率高，節(jié)能效果更好。在30kHz的應(yīng)用條件下，混合碳化硅產(chǎn)品的功耗可以降低50%，適合應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備，如核磁共振和CT彩超等應(yīng)用中。

在全碳化硅產(chǎn)品的研發(fā)上，因?yàn)楸葐尉Ч璧膬r(jià)錢(qián)貴好幾倍，只能針對(duì)如日本新干線(xiàn)這種對(duì)產(chǎn)品要求極高，同時(shí)愿意承擔(dān)費(fèi)用的客戶(hù)設(shè)計(jì)。在研發(fā)混合碳化硅產(chǎn)品時(shí)，三菱電機(jī)會(huì)把價(jià)格控制在同等電流等級(jí)單晶硅產(chǎn)品的兩倍以?xún)?nèi)。

為加快開(kāi)發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用方案，錢(qián)宇峰說(shuō)，三菱電機(jī)與大學(xué)合作，由來(lái)自三菱電機(jī)日本的工程師和中國(guó)的應(yīng)用工程師一起開(kāi)發(fā)解決方案。解決方案的技術(shù)資源是公開(kāi)的，透過(guò)解決方案，客戶(hù)可以迅速導(dǎo)入基于新型模塊的硬件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

MEGP技術(shù)營(yíng)業(yè)課課長(zhǎng) 商明先生

三菱電機(jī)功率器件制作所總工程師 佐藤克己

大中國(guó)區(qū)三菱電機(jī)半導(dǎo)體總經(jīng)理 四個(gè)所大亮

大中國(guó)區(qū)三菱電機(jī)半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān) 錢(qián)宇峰

（左至右）

最后，三菱電機(jī)大中國(guó)區(qū)半導(dǎo)體總經(jīng)理四個(gè)所大亮表示，為了增強(qiáng)客戶(hù)支持的力度，三菱電機(jī)已于去年成立了總部位于上海的大中國(guó)區(qū)三菱電機(jī)半導(dǎo)體運(yùn)行架構(gòu)，將原來(lái)的銷(xiāo)售和代理機(jī)構(gòu)進(jìn)行了精簡(jiǎn)和重組。秉承三菱電機(jī)“Changes for the Better”的口號(hào)，我們相信新的運(yùn)行架構(gòu)，必將更好服務(wù)中國(guó)市場(chǎng)，更快助力中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。