三菱電機預估2016年功率器件市場將再創(chuàng)新高
2014/7/3 0:35:11
三菱電機（www.MitsubishiElectric-mesh.com）日前在參加2014年PCIM亞洲展時，估計功率器件市場在整體經(jīng)歷了2012年的業(yè)績下滑后，市場正在逐漸恢復并升溫，預計到2016年，整體業(yè)績可以回復到2011年的歷史高峰。
三菱電機功率半導體制作所總工程師佐藤克己先生
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(xù)每年投入產(chǎn)品研發(fā)，降低產(chǎn)品的重量、尺寸和損耗，最終實現(xiàn)提升性能和降低成本?，F(xiàn)時集中發(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。
三菱電機大中國區(qū)半導體市場總監(jiān)錢宇峰先生
三菱電機大中國區(qū)半導體市場總監(jiān)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(yè)包括保障性安居工程、鐵路、信息技術、新能源、節(jié)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(fā)電和機器人等工控自動化領域中，有長足的發(fā)展。
白色家電和傳統(tǒng)工業(yè)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(tǒng)工業(yè)。特別是在變頻空調領域，目前三菱電機的DIPIPMTM產(chǎn)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(chǎn)的小型DIPIPMTM智能功率模塊，已經(jīng)成為行業(yè)標準。
錢宇峰續(xù)稱，變頻空調在2013年的變頻率達到30%，2014年仍有5%的遞增，同時隨著2013年6月“節(jié)能惠民政策”正式推出，以及10月變頻空調新能效標準的實施，變頻率將逐年遞增，其DIPIPMTM的需求也會相應提升。
在傳統(tǒng)工業(yè)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(shù)控等馬達驅動和運動控制領域，同時隨著中國的經(jīng)濟結構調整，小功率產(chǎn)品的應用，特別是機器人和工廠自動化產(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(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(jiān)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(chǎn)品通過了IRIS的認證，其高可靠性已經(jīng)得到業(yè)界公認，被眾多軌道交通生產(chǎn)廠家廣泛采用。
最近二至三年內(nèi)中國政府仍然將維持每年7千億元的投入來發(fā)展大鐵路項目，包括高鐵、和諧號貨車、客貨兩運車等，再加上地方政府每年投入3千億元建造地鐵，整個牽引市場的投入近1萬億元，其中約1300億元用于采購和更新機車，所以市場前景保持樂觀。
針對動車市場，佐藤克己稱將發(fā)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(chǎn)品，功耗進一步降低至30%，若將來采用正在開發(fā)的IGBT全碳化硅產(chǎn)品，可降低70%功耗。
在工業(yè)應用上，DIPIPMTM有兩大新產(chǎn)品，第一個是第6代超小型產(chǎn)品，采用第7代IGBT芯片，跟老芯片相比，在同樣的導通電壓下，電流可以提升20%。第二個是針對工業(yè)市場的小型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
在新能源領域，三菱電機持樂觀謹慎態(tài)度。錢宇峰解釋，政府希望引導太陽能市場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的裝機容量目標，但半年過后效果不理想，估計最后目標會回歸到2013年的10GW水平，市場將以大型電站（單臺1MW）分布式安裝為主；同時配合推出三電平的方案，以提高發(fā)電效率，作為今后太陽能光伏發(fā)電技術發(fā)展的前端產(chǎn)品。
佐藤克己稱，在太陽能應用上，產(chǎn)品將在小型化低功耗器件中，引入混合碳化硅產(chǎn)品。針對兆瓦級的風能或太陽能發(fā)電，將有兩個系列產(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，特別適合太陽能發(fā)電，能實現(xiàn)很高的轉換效率。
至于風電，錢宇峰指出目前廠家更多的研發(fā)已經(jīng)從陸上風電轉向了海上風電，容量將從3兆瓦到6兆瓦，以HVIGBT三電平方案為主，估計未來五年總的市場容量將在500兆瓦至1GW，但和陸上風電每年13GW到高峰期的17GW是不可同日而語的，因此市場潛力有限。
在電動汽車方面，錢宇峰續(xù)稱，據(jù)發(fā)改委的數(shù)據(jù)，在2015年將有50萬臺，到2020年達到500萬臺的輛，雖然目前的業(yè)績離此目標還很遠，但是相信其市場潛能是巨大的。
佐藤克己指出，為了實現(xiàn)超高品質車載級模塊，三菱電機嚴格控制IGBT加工工序，保留可以追溯的檔案，可以找出不良產(chǎn)品?，F(xiàn)時日系所有混合動力車，基本使用三菱電機的模塊，可以說是為行業(yè)樹立了一個標準。
他續(xù)稱，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(chǎn)品采用針腳（Pin-fin）型鋁散熱器，方便和水冷系統(tǒng)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(chǎn)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(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(jù)不同的應用領域，開發(fā)不同的新產(chǎn)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(chǎn)品變得更輕，效率提升了35%。三菱電機更在產(chǎn)品上預涂導熱材料（TIM），簡化了客戶的生產(chǎn)工序。NX系列的分針型管腳或焊接管腳。為了降低反復開關造成的噪音，三菱電機增強了通過柵極電阻調節(jié)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(shù)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(chǎn)IPM產(chǎn)品時，把驅動和控制集成，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，和加工工藝的技術提升方向發(fā)展，不僅提升晶圓性能，同時達到降低損耗的效果。
在談到三菱電機仍采用8英寸而不是12英寸IGBT晶圓時，佐藤克己稱，現(xiàn)時12英寸的晶圓，還沒有穩(wěn)定高壓IGBT基板供應，反觀8英寸的基板供貨穩(wěn)定，價格低很多，所以8英寸仍是市場主流。
在封裝技術上，佐藤克己指出，采用壓合封裝技術，客戶可以直接把元件置于基板上，不需要錫焊，工藝、品質、成本控制都會提升。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
整體來說，佐藤克己表示，三菱電機已開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，恢復特性特別好，開關頻率高，節(jié)能效果更好。在30kHz的應用條件下，混合碳化硅產(chǎn)品的功耗可以降低50%，適合應用在醫(yī)療設備，如核磁共振和CT彩超等應用中。
在全碳化硅產(chǎn)品的研發(fā)上，因為比單晶硅的價錢貴好幾倍，只能針對如日本新干線這種對產(chǎn)品要求極高，同時愿意承擔費用的客戶設計。在研發(fā)混合碳化硅產(chǎn)品時，三菱電機會把價格控制在同等電流等級單晶硅產(chǎn)品的兩倍以內(nèi)。
為加快開發(fā)產(chǎn)品應用方案，錢宇峰說，三菱電機與大學合作，由來自三菱電機日本的工程師和中國的應用工程師一起開發(fā)解決方案。解決方案的技術資源是公開的，透過解決方案，客戶可以迅速導入基于新型模塊的硬件設計和開發(fā)。
MEGP技術營業(yè)課課長 商明先生
三菱電機功率器件制作所總工程師 佐藤克己
大中國區(qū)三菱電機半導體總經(jīng)理 四個所大亮
大中國區(qū)三菱電機半導體市場總監(jiān) 錢宇峰
（左至右）
最后，三菱電機大中國區(qū)半導體總經(jīng)理四個所大亮表示，為了增強客戶支持的力度，三菱電機已于去年成立了總部位于上海的大中國區(qū)三菱電機半導體運行架構，將原來的銷售和代理機構進行了精簡和重組。秉承三菱電機“Changes for the Better”的口號，我們相信新的運行架構，必將更好服務中國市場，更快助力中國電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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