三菱電機：提高模塊功率密度 聚焦“產品”本土化應用

　　2021年是充滿機遇和挑戰的一年，三菱電機功率半導體的市場表現和業績均達到年初的預期。2021年對于三菱電機而言，是尤為重要的一年——三菱電機創立100周年。在這一年，三菱電機各個功率段均有新產品發布，進一步提高模塊功率密度。

　　作為家電壓注模封裝智能功率模塊技術和市場的創新者，三菱電機擁有豐富的產品線，包括貼片封裝的SOPIPM™，雙列直插封裝的SLIMDIP™、超小型DIPIPM™、小型DIPIPM™、大型DIPIPM™、DIPIPM+™及大型DIPIPM+™等7大系列壓注模封裝智能功率模塊產品。其中雙列直插封裝中體積最小的SLIMDIP™產品系列，最大額定電流由15A擴展至20A；在第7代超小型DIPIPM™產品上做了技術提升，最大結溫由之前的150℃提升至175℃，最大額定電流由35A擴展至40A；第7代小型DIPIPM™產品，1200V電壓等級的最大額定電流由10A擴展至25A。

　　面向大功率變頻器、光伏和風力發電等領域，三菱電機推出了工業LV100封裝系列產品。全新的LV100封裝有較低的內部雜散電感，主端子布局利于驅動和直流母排設計，同時易于模塊并聯應用。面向醫療儀器應用市場，采用優化的第7代高速IGBT芯片和陶瓷基板全新設計。在高開關頻率應用下的損耗很低，允許最高結溫175℃。

　　軌道牽引是三菱電機功率模塊應用的另一個優勢領域。三菱電機逐步完善了基于Si材料的X系列HVIGBT，該產品已經廣泛應用于軌道牽引領域。此外還有混合SiCHVIGBT和全SiC高壓MOSFET產品，采用LV100和HV100全新設計的雙管HVIGBT封裝，把高壓功率模塊的電流密度提升到新的高度。

　　未來5年內，三菱電機將向功率半導體業務投資1300億日元，計劃在日本福山工廠新建一條12英寸晶圓生產線。至2025年，計劃將產能比2020年提升一倍。此外，三菱電機將公司功率器件業務的目標設定為——到2025年銷售額達到2400億日元。為實現該目標，三菱電機將重點關注公司市場占有率較高的家電領域和增長預期較高的汽車領域。

　　三菱電機從1994年就開始SiC相關的研究，至今已具有近30年經驗。目前第二代平面柵結構SiC產品已從4英寸晶圓全面切換到6英寸晶圓，同時第三代溝槽柵SiC產品也在穩步開發中。

　　在SiC領域，三菱電機擁有著豐富的產品線：預計在2022年二季度，三菱電機將量產80mΩ-22mΩ的1200V SiC分立器件，采用TO247-4封裝，實現了更低的損耗，有望能進一步擴大電動汽車市場的份額。

　　第2代工業全SiC MOSFET模塊目前已基本實現量產，1200V電流等級包含300A、400A、600A、800A和1200A，1700V電流等級為300A。同時三菱電機特別開發了集成RTC電路的SiC模塊，發生短路時自動嵌位門極電壓，從而能夠有效提高模塊短路耐量能力；3.3kV全SiC功率模塊可以提供750A、375A和185A三個電流規格，目前已在軌道牽引中有量產應用。

　　基于SBD內置MOSFET的高壓(3.3kV~6.5kV)SiC功率模塊將在未來三年逐步實現量產，這必將大幅提升超大功率變流器的功率密度。

　　目前，碳化硅已經成為眾多功率器件廠商的主攻方向，雖然未來硅和碳化硅可能長期共存，但碳化硅功率器件作為新一代產品，在未來市場上的占用率有望逐年上升。據悉，三菱電機計劃將碳化硅產品更好地系列化，并針對中國市場開發出更適用于本土化應用的產品。

　　隨著電力電子技術的不斷延伸，應用領域持續擴大，三菱電機將重點在變頻家電、電動汽車、工業和新能源、鐵道牽引和電力傳輸等領域進行布局。2022年，三菱電機將強化SLIMDIP™在家電領域、大型DIPIPM+™在商用空調領域、第7代DIPIPM™在機器人伺服驅動領域、第7代IGBT模塊在新能源領域、第2代全碳化硅工業模塊在電力電子變壓器、以及全碳化硅高壓模塊在鐵道牽引領域的推廣和應用。