環(huán)境問(wèn)題讓功率半導(dǎo)體備受矚目

為防止全球變暖而制定的國(guó)際條約——《京都議定書》的第1承諾期（2008～2012年）已近在咫尺。為了履行其決定的二氧化碳減排，減少能源消耗量必不可少，為此在元件領(lǐng)域，節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)引起人們的注意?！?strong>功率半導(dǎo)體”為其中的焦點(diǎn)。

功率半導(dǎo)體應(yīng)用于汽車（混合動(dòng)力車）的電力轉(zhuǎn)換部分、空調(diào)等家電產(chǎn)品的馬達(dá)控制部分。以空調(diào)為例，使用功率半導(dǎo)體進(jìn)行變頻控制能夠精密地改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，與以一定的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制相比，耗電量可減少約70％。功率模塊（集成了功率半導(dǎo)體）大型廠商三菱電機(jī)估算，僅日本生產(chǎn)的空調(diào)，通過(guò)變頻控制獲得的節(jié)能總量就達(dá)110萬(wàn)kW，“相當(dāng)于一座標(biāo)準(zhǔn)核電站”（三菱電機(jī)高級(jí)常務(wù)執(zhí)行董事半導(dǎo)體元件業(yè)務(wù)本部長(zhǎng)長(zhǎng)山安治）。

在此之前，功率模塊的全球市場(chǎng)規(guī)模一直以10％的年增長(zhǎng)率穩(wěn)步擴(kuò)大，隨著與環(huán)境問(wèn)題密切相關(guān)的節(jié)能意識(shí)的加強(qiáng)，今后增長(zhǎng)率有望進(jìn)一步提高。在節(jié)能家電產(chǎn)品尚未普及的BRICs（巴西、俄羅斯、印度、中國(guó)）地區(qū)，發(fā)展將尤為迅速（例如中國(guó)空調(diào)的變頻化率僅為3～4％）。三菱電機(jī)表示，“將在中長(zhǎng)期把海外銷售比例提高到50％”（長(zhǎng)山）。

目前功率半導(dǎo)體的主流是使用硅材料的IGBT（絕緣柵雙極晶體管模塊）元件，IGBT元件的性能從1985年開(kāi)始逐漸得到改善，目前已經(jīng)進(jìn)入了第5代。1～2年后問(wèn)世的第6代預(yù)計(jì)將成為硅元件的頂峰，其后將有待于耐壓能力為硅元件10倍、熱傳導(dǎo)率為硅元件3倍的SiC元件。但是在目前，用于替代硅IGBT元件的SiC元件還沒(méi)有實(shí)用化的計(jì)劃。這是因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有廠商能夠以低成本提供低缺陷密度的SiC底板。美國(guó)Cree是目前最熱門的供應(yīng)商候選。能否徹底改變美國(guó)廠商主導(dǎo)的局面，將是對(duì)日本廠商快速開(kāi)發(fā)能力的一次考驗(yàn)。