三菱電機(jī)銳意成為功率半導(dǎo)體市場的全球霸主
摘要： 三菱電機(jī)的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，早已穩(wěn)站全世界第一，因此，下一個目標(biāo)是成為絕對第一，亦即要拉開與第二位的距離。具體來說，就是到2015年時，全球銷售收入達(dá)到1，900億日元的目標(biāo)。從2010年到2011年間，公司在生產(chǎn)上，已投入了300億日元，擴(kuò)大全球銷售及客戶網(wǎng)絡(luò);加強(qiáng)研發(fā)，開發(fā)第七代IGBT和碳化硅功率器件，提高實(shí)用性;我們前年收購了Vincotech，將彼此的產(chǎn)品進(jìn)行一個相加效應(yīng)，在綠色能源方面發(fā)揮更大作用。
關(guān)鍵字： 半導(dǎo)體， 三菱電機(jī)
三菱電機(jī)董事技術(shù)總監(jiān)Gourab Majumdar博士日前在PCIM亞洲2012展上會見了記者，深入交流了三菱電機(jī)未來的稱霸計劃，并回答了記者的提問。
在行業(yè)稱霸
三菱電機(jī)的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，早已穩(wěn)站全世界第一，因此，下一個目標(biāo)是成為絕對第一，亦即要拉開與第二位的距離。具體來說，就是到2015年時，全球銷售收入達(dá)到1，900億日元的目標(biāo)。從2010年到2011年間，公司在生產(chǎn)上，已投入了300億日元，擴(kuò)大全球銷售及客戶網(wǎng)絡(luò);加強(qiáng)研發(fā)，開發(fā)第七代IGBT和碳化硅功率器件，提高實(shí)用性;我們前年收購了Vincotech，將彼此的產(chǎn)品進(jìn)行一個相加效應(yīng)，在綠色能源方面發(fā)揮更大作用。
在經(jīng)營戰(zhàn)略方面，公司在2010年以后特別注重成長，采取了兩條腿走路的方式。一方面做強(qiáng)具競爭力的業(yè)務(wù)，調(diào)整相對弱項的業(yè)務(wù);另一方面，就是以具競爭力的業(yè)務(wù)為核心，深化解決方案，比如以智能電網(wǎng)為例，這就是結(jié)合強(qiáng)項業(yè)務(wù)和強(qiáng)項產(chǎn)品的解決方案。
三菱電機(jī)增強(qiáng)在中國國內(nèi)的生產(chǎn)，除在原有的OEM工廠，生產(chǎn)DIPIPM外;在安徽省合肥市新設(shè)了一家合資企業(yè)，去年8月，今年1月份開始生產(chǎn)，主要產(chǎn)品是DIPIPM、工業(yè)用的IGBT。
三菱電機(jī)公司在2010年的銷售收入與2011年相約，但是由于歐債危機(jī)，營業(yè)利潤2011年比2010年略有下降，我們估計2012年上半年度，公司的業(yè)績還不會恢復(fù)，我們期待著在2012年的下半年開始，公司的業(yè)績有一個比較大的增幅。
但在IGBT的市場份額上，自2008年全球性金融危機(jī)以后，三菱電機(jī)跑贏了整個市場，據(jù)調(diào)查公司提供的2011年數(shù)據(jù)來看，三菱電機(jī)IGBT的市場份額，大概是占全球三分之一左右。從銷售區(qū)域來看，還是以日本為主，占49%，在亞洲由于中國空調(diào)的變頻化，所以比前幾年有所增長。由于今年受到全球經(jīng)濟(jì)萎縮的影響，估計銷售可能比2011年下降。
IGBT技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先
在功率半導(dǎo)體最新的技術(shù)發(fā)展方面，IGBT芯片技術(shù)一直在進(jìn)步。第三代的IGBT是平板型的構(gòu)造，第四代是一個勾槽型的構(gòu)造，第五代成為CSTBT，第六代是超薄化。目前正在開發(fā)的第七代IGBT，試圖把CSTBT的構(gòu)造進(jìn)一步優(yōu)化，微細(xì)化、和超薄化，改善關(guān)斷損耗對飽和壓降的折中比例，提高功率半導(dǎo)體的性能。
從性能系數(shù)(FOM)來看，第六代已比第一代提高了16倍。如果第七代通過減少無效區(qū)間、超微細(xì)化等工序，可提高26倍。
在封裝技術(shù)方面，在小容量消費(fèi)類DIPIPM產(chǎn)品中，三菱電機(jī)采用了壓注膜的封裝辦法。在中容量工業(yè)產(chǎn)品、混合動力和電動汽車的New-MPD產(chǎn)品中，采用了盒式封裝。在大容量，特別是用在高鐵上的產(chǎn)品中，采用了碳化硅鋁的芯片，然后用盒式封裝完成。
今后開發(fā)的技術(shù)方向，就是朝新綁定技術(shù)、高性能、高功率密度化、和高Tj發(fā)展。對于高耐壓的產(chǎn)品來說，提高高功率密度化、高功率循環(huán)和溫度循環(huán)、提高產(chǎn)品的壽命和絕緣的電壓，同時降低熱抵抗。
應(yīng)用廣泛、成本下降
新產(chǎn)品系列有可以應(yīng)用在風(fēng)力、太陽能等大容量的IGBT，還有兆瓦級的器件上的New-MPD。
在穩(wěn)定性方面，新MPD的特征是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的高可靠性，它的功率循環(huán)是第六代IGBT的六倍，是市場上其他IGBT的10倍。通過提高輸出電流和延長產(chǎn)品壽命，可以達(dá)到降低成本的目的。
三菱電機(jī)推出了單一器件解決方案。在以往700千瓦—1兆瓦風(fēng)力發(fā)電和500kW太陽發(fā)電機(jī)組的變流，需要6個功率器件并排來完成;但現(xiàn)在只要用一個功率器件就可以了。有效減少了功率器件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化和低成本。
對于混合動力汽車跟電動汽車，可采用J系列產(chǎn)品，使用了六合一的結(jié)構(gòu)單元，同時具有驅(qū)動和保護(hù)電路。
至于J系列的TPM，采用了二合一的結(jié)構(gòu)，和IPM不同的是它沒有搭載驅(qū)動跟保溫電路，客戶可以使用自己的驅(qū)動。另外，T-PM在IGBT上它還搭載了電流跟溫度傳感器。
我們自主開發(fā)研制了綁定技術(shù)，稱為直接模板綁定，好處是使基板上的溫度分布平均。
至于DIPIPM在家電上的應(yīng)用，可以發(fā)揮節(jié)能效果。到目前為止，三菱電機(jī)生產(chǎn)的DIPIPM的節(jié)能效果十分可觀。舉例說，東京一年的家居用電量是21個千兆千瓦，而三菱電機(jī)的DIPIPM則已經(jīng)節(jié)省了50千兆千瓦，亦即是東京兩年的家居用電量。 三菱電機(jī)的新產(chǎn)品——第五代DIPIPM，它的特點(diǎn)是搭載了(自覺二極管)和溫度傳感器的模擬輸出。
碳化硅優(yōu)點(diǎn)多
目前碳化硅半導(dǎo)體功率器件有四大優(yōu)點(diǎn)：第一、工作溫度范圍比較大，在高溫下也可工作;第二，低抵抗、耐高破壞性;第三、高頻工作;和第四、散熱性好(thermal conductivity)。碳化硅的功率器件用在系統(tǒng)上它有很多好處，功率的密度可以更高，體積可以更小，更加耐高電壓壓，設(shè)計容易，總體來講可以提高功率半導(dǎo)體的效率，運(yùn)用的領(lǐng)域可以更加廣泛，更為方便。
三菱電機(jī)利用碳化硅生產(chǎn)出來的第一個產(chǎn)品，就是使用在高鐵上的變頻器、家用空調(diào)上的DIPIPM、和風(fēng)力發(fā)電變換器上的MOSFET器件。
總括而言，功率半導(dǎo)體的技術(shù)發(fā)展方向，包括：第一、硅或碳化硅芯片技術(shù)的進(jìn)步;第二、功率半導(dǎo)體里面搭載的各種功能;及第三、在封裝技術(shù)上，可以通過壓注膜或者是盒式封裝，使功率半導(dǎo)體的壽命更長，穩(wěn)定性更好，功率密度更大。[!--empirenews.page--]
合肥工廠可滿足中國變頻空調(diào)市場的增長
問：請介紹一下三菱電機(jī)在合肥工廠投資的規(guī)劃，包括產(chǎn)能的規(guī)劃，以及一月份投產(chǎn)之后產(chǎn)能的利用情況。
Gourab Majumdar：合肥工廠的注冊資本為五百萬美元。合肥工廠成立以前，我們在中國OEM生產(chǎn)能力，約占整個三菱電機(jī)功率半導(dǎo)體的20%。合肥工廠投產(chǎn)以后，預(yù)計從20%上升到30%。由于合肥工廠的投產(chǎn)，在空調(diào)等白色家電中有很大市場份額的DIPIPM每月產(chǎn)能增加了500萬個以上。估計中國變頻空調(diào)在今后三年市場規(guī)模大概是3千萬臺。三菱電機(jī)的生產(chǎn)能力完全可以跟上中國空調(diào)的變頻化。
問：合肥半導(dǎo)體工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是不是專門供應(yīng)中國市場的?它銷售體系跟現(xiàn)有的銷售體系會不會重疊?
Gourab Majumdar：合肥工廠的產(chǎn)品并不是只是為中國大陸生產(chǎn)的，我們可以向全球客戶供貨的，目前有些將出口到日本，供貨給日本家電的制造商。。關(guān)于合肥工廠的銷售，主要還是由三菱電機(jī)公司分布在全球的銷售體系來進(jìn)行銷售。
問：三菱電機(jī)的合肥工廠是否包括模塊生產(chǎn)的全部過程，還是只有后道的封裝和測試?
Gourab Majumdar：合肥工廠只生產(chǎn)后道工序，前段工序芯片都是從日本進(jìn)口的。
IPM體積將與iPhone看齊
問：請介紹一下變頻家用DIPIPM的產(chǎn)品，應(yīng)用在哪些家電?發(fā)揮什么作用?
Gourab Majumdar：關(guān)于DIPIPM的應(yīng)用，目前都用在空調(diào)、洗衣機(jī)等，也用在地?zé)?，洗碗機(jī)等等。DIPIPM是在家電變頻器的核心部件，以空調(diào)為例，用了變頻器以后，室內(nèi)的溫度可以發(fā)出信號給室外機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使室溫保持一定的溫度，同時又達(dá)到節(jié)能的效果。
而我們不斷將半導(dǎo)體的厚度越做越薄，稱作為薄細(xì)化，令日后的IPM厚度可能跟iPhone差不多。在里面加載更多功能后，可從功能單一化轉(zhuǎn)成多樣化。
問：我們看到三菱電機(jī)從功率半導(dǎo)體的研發(fā)部門中，將汽車從電子產(chǎn)品類獨(dú)立出來理由是什么?汽車用的J系列功率半導(dǎo)體的模塊，他們的區(qū)別是有搭載驅(qū)動，除此之外有哪些區(qū)別?
Gourab Majumdar：在新的汽車元件開發(fā)部門中間，集中了公司最擅長汽車元件開發(fā)的人才，同時把封裝、產(chǎn)品檢驗、產(chǎn)品制造技術(shù)開發(fā)的人才，也都撥給新的部門，在公司內(nèi)的地位比前提高了很多，形成了有利于開發(fā)新汽車器件的體制
。
面對電動汽車市場，我們推出的J系列IPM。J系列的IPM在上面搭載了驅(qū)動和保護(hù)電路。如果客戶有自行開發(fā)驅(qū)動電路的能力，我們就提供沒有驅(qū)動跟保護(hù)電路的功率器件的J系列T-PM，它比較緊湊，體積比較小。
問：三菱電機(jī)的產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，在推出新一代產(chǎn)品的時候，在創(chuàng)新與繼承上的比例如何?
Gourab Majumdar：關(guān)于換代產(chǎn)品的創(chuàng)新與繼承，從硅器件的第一代到第六代或者以后的第七代的技術(shù)開發(fā)，還沒有超出改進(jìn)的范圍，通過對上一代的產(chǎn)品的改進(jìn)，為客戶帶來更多方便。如果說以后從硅變成碳化硅器件，可以說是革命性的技術(shù)改進(jìn)，新的器件跟過往的完全不同。
與本地高校合作研發(fā)
問：中國節(jié)能減排壓力很大，三菱電機(jī)除了向中國進(jìn)口非常先進(jìn)的產(chǎn)品以外，對中國實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排方面有什么幫助?比如講技術(shù)合作、技術(shù)教育，包括人員培訓(xùn)方面?
Gourab Majumdar：三菱電機(jī)是一個有很強(qiáng)的社會責(zé)任感的公司，本人時常到中國來參加各種演講會，或者技術(shù)交流會。同時，三菱電機(jī)在中國清華大學(xué)、浙江大學(xué)等高校設(shè)有共同實(shí)驗室。今年我們跟北京交通大學(xué)共同開發(fā)了如風(fēng)力發(fā)電變流器上的模塊。這種模塊是搭載有三菱電機(jī)新產(chǎn)品New MPD，是目前世界上最先進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電解決方案
問：在半導(dǎo)體產(chǎn)品生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量有毒廢物，三菱電機(jī)作為全球500強(qiáng)企業(yè)之一，如何在保護(hù)環(huán)境上做一些表率作用?
宋高升：在環(huán)保方面，從2000年到2021年為止，我們要通過產(chǎn)品的小型化削減30%的生產(chǎn)資源使用量;填埋廢棄物的比例達(dá)到0.1%。
Gourab Majumdar：功率半導(dǎo)體生產(chǎn)產(chǎn)生有害的物質(zhì)基本上是很少的。另一方面，到2021年，正好是三菱電機(jī)成立100周年，為了慶祝100周年，從前幾年開始公司內(nèi)部就制定了對應(yīng)節(jié)能環(huán)保社會要求的規(guī)劃，爭取在100周年的時候?qū)崿F(xiàn)這個目標(biāo)。
問：福島地震后，核電開始受到日本人很大的質(zhì)疑，這樣勢必要使得機(jī)電產(chǎn)品走節(jié)能環(huán)保，三菱電機(jī)的產(chǎn)品在這方面又有什么新的舉措和創(chuàng)新?
Gourab Majumdar：由于福島核輻射的問題，日本對于節(jié)能的關(guān)注度比過往提升，三菱電機(jī)的IGBT正是一個節(jié)能產(chǎn)品。我們現(xiàn)正改良它封裝的技術(shù)和材料，還有芯片的性能，進(jìn)一步提高功率半導(dǎo)體的節(jié)能效果。
問：全球功率半導(dǎo)體廠商之間既有競爭也有合作，在什么情況下三菱電機(jī)會考慮跟其他廠商在技術(shù)和工藝方面有一些合作?
Gourab Majumdar：對于在怎樣的前提下與對手合作，主要考慮能否為客戶提供更廣泛和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。目前有很多用戶希望功率器件標(biāo)準(zhǔn)化，如果說我們與競爭對手各自的技術(shù)強(qiáng)項會產(chǎn)生相加效應(yīng)的話，會考慮共同攜手開發(fā)新的產(chǎn)品和技術(shù)合作。
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