三菱電機(jī)：匠心獨(dú)具打造功率半導(dǎo)體行業(yè)“樣本”

6月26日，PCIM亞洲展2019在上海世博展覽館隆重舉行。在此次展會(huì)上，三菱電機(jī)帶來了19款功率模塊并重點(diǎn)展示了表面貼裝型IPM、大型DIPIPM+TM、X系列HVIGBT、和SiC MOSFET分立器件、全SiC高壓模塊5款新型功率模塊。其中SiC MOSFET分立器件和全SiC高壓模塊是國內(nèi)首次展出。

成為車用功率模塊標(biāo)桿

在三菱電機(jī)半導(dǎo)體大中國區(qū)市場總監(jiān)錢宇峰看來，電動(dòng)車作為城市環(huán)保的主力軍，未來發(fā)展空間巨大。盡管現(xiàn)在汽油車連續(xù)幾個(gè)月出現(xiàn)負(fù)增長，但是電動(dòng)車的市場仍將蓬勃發(fā)展。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2019年，整個(gè)電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到150萬臺(tái)，到2020年，將達(dá)到500萬臺(tái)。而三菱在電動(dòng)車領(lǐng)域，目前主推J1系列產(chǎn)品，已涵蓋650 V/300 A～1 000 A、1 200 V/300 A～600 A的容量范圍，基本上可滿足30～150 kW的電驅(qū)動(dòng)峰值功率的應(yīng)用要求。最新J1系列功率模塊實(shí)現(xiàn)了散熱器和功率模塊二合一，目前正在研發(fā)下一代具有更高性價(jià)比的產(chǎn)品。

在軌道牽引行業(yè)，三菱電機(jī)的HVIGBT模塊已得到在全球軌道及交通市場的廣泛認(rèn)可，成為行業(yè)默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。2019年，針對(duì)軌道牽引、電力傳輸和高可靠性變流器等應(yīng)用領(lǐng)域，三菱電機(jī)半導(dǎo)體將會(huì)推廣功率密度更高的X系列HVIGBT，涵蓋傳統(tǒng)封裝、 LV100封裝(6 kV絕緣耐壓)、HV100封裝(10 kV絕緣耐壓)3種封裝模式。

通過優(yōu)化封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了X系列HVIGBT的散熱性、耐濕性和阻燃性，延長了產(chǎn)品壽命。該系列采用傳統(tǒng)封裝，可兼容現(xiàn)有H系列和R系列HVIGBT，其中，LV100和HV100封裝，交直流分開的主端子布局，利于并聯(lián)應(yīng)用；LV100和HV100封裝，全新的封裝結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)極低內(nèi)部雜散電感。

搶占SiC市場制高點(diǎn)

SiC功率模塊由于有耐高溫、低功耗和高可靠性的特點(diǎn)，可以拓展更多應(yīng)用領(lǐng)域。毋庸置疑的是，SiC已經(jīng)成為各企業(yè)爭相布局的下一個(gè)制高點(diǎn)。

此次國內(nèi)首次展出的全SiC高壓半橋模塊(3.3 kV/750 A)也備受關(guān)注，其內(nèi)部包含SiC MOSFET及反并聯(lián)SiC肖特基二極管。為了降低模塊封裝內(nèi)部電感(<10 nH)和提高并聯(lián)芯片之間的均流效果，這款模塊采用了一種被稱為LV100全新的封裝，采用交直流分開的主端子布局，利于并聯(lián)應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)極低內(nèi)部雜散電感。

在車載充電器、功率因數(shù)校正、光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域，SiC SBD和SiC MOSFET兩款分立器件產(chǎn)品同樣值得期待。目前，電動(dòng)汽車市場需求與日俱增，而通常所說的電動(dòng)汽車包括電動(dòng)乘用車和電動(dòng)大巴。電動(dòng)乘用車?yán)锒鄠€(gè)地方需要用到功率器件，包括主驅(qū)變頻器、OBC、助力轉(zhuǎn)向等。三菱電機(jī)正在電動(dòng)乘用車和電動(dòng)大巴這兩大市場同時(shí)發(fā)力，以進(jìn)一步拓展功率器件的應(yīng)用領(lǐng)域。

SiC SBD正向壓降低，具有更高I2t，對(duì)抗浪涌電流有更強(qiáng)的能力；此外，該產(chǎn)品還具有更強(qiáng)的高頻開關(guān)特性，可以使周邊器件小型化(如電抗器)，可應(yīng)用于車載電子產(chǎn)品。

而SiC MOSFET采用第2代SiC工藝，溝槽柵型結(jié)構(gòu)，具有低Ron和低反向恢復(fù)損耗，適合更高開關(guān)頻率，既可應(yīng)用于工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，也可應(yīng)用于車載級(jí)產(chǎn)品。

未來，三菱電機(jī)將基于第2代溝槽型SiC-MOSFET芯片(6英寸)的SiC功率模塊實(shí)現(xiàn)可批量生產(chǎn)，并逐步完善600、1 200、1 700 V系列。與此同時(shí)，將應(yīng)用SBD嵌入式平板型SiC芯片技術(shù)開發(fā)新一代3.3 kV和6.5 kV高壓SiC-MOSFET模塊。