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發布7款新品 三菱電機將推電動車專用模塊/整體解決方案

2018-06-28 · 來源: 高工電動車網 關注度:191009 次
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三菱電機
摘要:PCIM 亞洲 2018展會上,三菱電機19款功率模塊集體亮相,并發布7款備受關注的新產品。

日前,PCIM 亞洲 2018展會上,三菱電機19款功率模塊集體亮相,并發布7款備受關注的新產品。 

作為全球500強企業及現代功率半導體器件的開拓者,自1996年推出DIPIPMTM后,截止目前,三菱電機累計出貨量已超5億顆,月產能達720萬片。2017年,三菱電機銷售額達4400億日元(約合440億美金),2018年截至目前,三菱電機銷售額已達3150億日元。

下一階段,三菱電機將進一步擴充產能,鞏固三菱電機功率半導體在變頻家電市場的領先地位;在鐵道牽引、電動車和工業新能源應用領域,持續聯合國內知名大學和專業設計公司,開發本地化的基于新型功率半導體的整體解決方案;同時,依托合肥功率半導體工廠和聯合實驗室,為中國客戶提供更好、更快的服務與支持。

電動乘用車領域,三菱電機將為客戶提供電動車專用模塊和整體解決方案。

此前,三菱在電動國內電動乘用轎車領域IGBT市場占有率并不突出,隨著國內新能源汽車近些年的快速增長勢頭,三菱電機將聯合持續性地聯合國內知名大學和專業設計公司,開發本地化的基于新型功率半導體的整體解決方案。 

發布會上,三菱電機半導體首席技術官Dr.Gourab Majumdar介紹,IGBT芯片是功率元器件的核心,目前三菱電機si-IGBT已發展到第七代,主打8英寸產品,目前該產品處于滿產狀態。 

此外,三菱電機預計2020-2022年左右,市場的工業需求會較為旺盛,因此三菱電機計劃在2022年左右,繼續擴達產能,并考慮投建功率元器件12英寸的產品產線。 

而作為下一代功率半導體的核心技術方向——碳化硅,Dr.Gourab Majumdar表示,碳化硅能讓功耗實現質的跳躍,1994年開始三菱電機就已經開始碳化硅技術儲備的前沿開發,目前三菱電機旗下相應產品已發展到第二代,并開始向第三代轉化。 

目前,三菱電機量產的碳化硅均為4英寸碳化硅晶源,為進一步提高生產效率,三菱電機投建了綠色碳化硅產線。當前,三菱電機6寸的產線調整基本完成,未來對應產品供應量將進一步提升。 

發布會期間,大中國區三菱電機半導體總經理楠·真一、半導體首席技術官Dr.Gourab Majumdar還對以下問題進行了解答: 

Q1:隨著新能源汽車內部功率單元的集成越來越高,作為新能源汽車動力電源系統的核心部件,三菱電機研發應用于電動車的模塊將如何滿足電動車對緊湊型故障率、可靠性、節能型、抗震性、易冷卻等一系列要求?

Dr.Gourab Majumdar:緊湊型、故障率、可靠、節能、抗震、冷卻,這些因素都很重要,比如我們通過壓鑄膜的封裝把體積縮小,第七代的IGBT芯片讓整個性能變得更好;利用碳化硅讓整個功耗得到質的跳躍等,都是三菱電機根據整車市場,新能源汽車使用具體需求,在實際應用過程中儲備下來的技術。 

此外,電動車的另一個重要特性需求叫可追溯性,如果一臺車上可能只有一個主機的元器件在內,一旦出問題的話就需要追根溯源,明確哪道工序中存在潛在風險,如此即查找故障原因,也利于產品的后期改善。在生產所有環節管控中,都具備可追溯性控制,這也是三菱生產制造過程中較為重要的環節。 

Q2:三菱電機正在建設6英寸碳化硅產線在什么地方?規劃月產能是多少?何時投產?未來是否有計劃在中國投產精量產? 

Dr.Gourab Majumdar:6英寸碳化硅產線位于九州島,距離上海很近,也被稱為“日本硅谷”,聚集了大量的半導體企業。 

目前項目資金已經到位,設備也已到線,產線目前處于調試階段,且各項調試進展順利,目前已基本處于量產最后階段的調試。預計將于2019年實現量產,存在提前量產的可能性。產能情況,暫時不能透露具體的數字,但可以確定的是目前規劃的該條產線,完全可以滿足目前市場對SiC芯片的需求。 

關于在中國建設SiC晶源廠,三菱電機目前沒有這個計劃,但作為功率元器件工業模塊的領導性企業,三菱電機會隨時根據市場需求變化,進行相應的布局調整。只是到目前為止,到今天這個時間點暫時沒有在中國建晶源廠的計劃。 

Q3:國際上目前受諸多因素的影響,僅在650V到1700V的領域實現碳化硅器件的產業化,碳化硅器件相對IGBT有哪些優勢?國內的碳化硅技術與國外相較主要差距在哪些地方? 

Dr.Gourab Majumdar:首先說第一個問題,好像大家認為SiC產品只在大概650V-1700V實現產業化,實際上三菱電機的產品范圍遠不止于此,在汽車牽引的3.3KV有相應的產品,在機車里面也有相應的應用。 

而碳化硅相較于單晶硅的幾大優勢,第一個就是高頻驅動,高頻應用會帶來抗高溫,高可靠性,高效率和小型化的有點,根據不同的應用場景,碳化硅會有不同的產品或者是對SiC芯片應用會有不同的解讀。 

再說SiC的中國市場,實事求是地說,在我看來SiC中國這邊可能還沒有實現技術的突破,但是三菱電機從1994年開始,二十幾年前就已經開始進行這方面的技術研究,并進行了相應的產品化舉動。二十幾年,三菱電機投入了大量的時間、金錢以及精力在先進半導體材質、變化等方面,到目前為止,三菱電機處于碳化硅新型原材料領域的絕對先鋒位置,這樣的情況可能在未來幾年也不會發生太大變化。

Q4:三菱電機除了研發生產功率元器件以外,相應的驅動芯片是不是有能力自己做,還是要配備其他廠商的驅動芯片? 

Dr.Gourab Majumdar:這個問題要分兩塊去考慮,如果是只有功率元器件的SiC模塊,其上需要一個驅動板,這個驅動板可能與三菱的產品不同,需要幾個廠家合作去完成整個產品的驅動板。 

另外有叫IPM的產品,也是三菱主打的產品,其智能工藝模塊已經將驅動調好,IPM產品里的驅動SiC由三菱自己完成,也會把產品最優點調節到最好,這是三菱電機自己的東西。 

Q5:元器件的應用對外圍器件及PC、PE的設計是否有更高的要求?如果有的話,這是否會制約將來的推廣應用? 

Dr.Gourab Majumdar:這個問題說的就是SiC的驅動板,當然要把SiC應用好,不止是一個驅動板的問題,需要分為兩大塊。第一個,碳化硅的東西可以高頻使用,高頻意味著反復開關,通過高速來實現低功耗或者應用范圍的拓展,這帶來的最大問題就是噪聲,這個噪聲可能會影響到對整個板子的參數管控,板子設計的難度更高。 

再有一個就是高溫度,175度是單晶硅的極限值,碳化硅可以超過200度,整個控制板能否耐高溫?本身耐高溫的材質,在模塊內部應用的原材料、驅動板和散熱器耐高溫的東西,是否能承受SiC這么高溫實際使用環境,這是另外一個問題。 

上面的說法把SiC驅動板描述的很難、很復雜,其實也不是這樣,在節能減排、低耗環保的全中國、乃至全球趨勢下,根據能源級別,我相信驅動板或原材料抗高溫難點,不會是真正的難點,解決辦法要比問題多,這肯定不是一個不可解決、不可逾越的問題。

Q6: IPM模塊并非簡單的把IGBT和控制電路放在一個控制模塊當中,IPM需要具備哪些性能? 

Dr.Gourab Majumdar:不光是功率元器件,也有把驅動放到一起的東西叫做智能功率模塊的,但實際上,這絕對不是簡單的二合一或者放在同一個封裝里面。首先智能功率模塊,需要達到驅動、保護、提高,通過驅動的內置令其驅動、保護的時效性更高,系統更穩定,性能更優越。 

所以說,智能功率模塊首先有三個主要的技術,第一個是封裝技術,控制一些參數包括管道排列,芯片技術,以及驅動技術。驅動IC如何更好地控制IGBT芯片?更好的保護整個系統?這是驅動非常重要的一個考慮。解決不好這三個技術問題,好的模塊肯定做不出來。 

剛才講的是IGBT,現在再說說大家比較關注的碳化硅。我們一直說碳化硅是個非常高速的元器件,高速帶來噪聲的問題,通過外圍控制解決噪聲問題難度更大。因此,碳化硅產品用IPM,已經在內部調控好,解決好了噪聲問題,這是更利于SiC產品的市場實際應用,更穩定的一個選擇。 

總而言之,IPM絕對不是簡單的將驅動和IGBT放到一個盒子里,如何能讓其發揮出內置功率元器件的最優性能,并保證性能最穩定,為客戶提供更舒適的使用體驗,才是最好的產品。 

Q7:三菱電機此次新發布的IGBT模塊主要針對新能源發電用途,請問三菱電機在新能源領域發展部署是怎樣的? 

Dr.Gourab Majumdar:新能源主要是兩大塊,一塊是太陽能,另一塊是風力發電,這兩大塊有實際的新能源需求。三菱其實從低壓到高壓都有相應的量產品,我們定制傾向的客戶,主要由三菱旗下的歐洲下屬公司來對應滿足,通用型的產品,三菱電機也有一些標準化相對做的較好的大批量通用型產品,可供客戶選擇,包括第七代IGBT模塊及SiC產品等。 

值得一提的是我們的LVD板,該產品是1700V系列的二合一產品,這成為封裝行業里的標準封裝。未來,該產品的身影將在高壓驅動領域出現更多。 

Q8:三菱電機工業半導體的核心競爭力是什么? 

Dr.Gourab Majumdar:工業模塊要做好基礎工藝,也就是芯片和封裝技術,缺一不可。單晶硅方面三菱的歷史較為悠久,目前第七代IGBT技術已實際量產使用,下一代產品也已經在開發當中,性能將會進一步提升。 

三菱的SiC產品,現在屬于第二代SiC架構工藝,未來,三菱電機引導這個行業健康進步的步伐會更快。 

封裝技術方面,不光是內置芯片的貼片材質,包括建盒的新加工工藝,包括封裝的底板,三菱電機都擁有非常核心的技術。這些技術可能在其他部分競品中還沒有得到實際量產應用,但三菱已在其中進行了豐富的技術儲備。 

綜上所述,無論是芯片還是封裝,三菱電機一直在引導行業向更健康、良性的方向發展,我相信目前三菱電機在這個行業內的先鋒地位,并將繼續引導市場發展。同時,進一步將周邊元器件集成到驅動封裝內,讓客戶使用、設計起來更簡單,會是我們下一步需要考慮的問題。 

Q9:簡單談一下三菱電機圍繞中國制造2025,智能制造等方面的布局? 

Dr.Gourab Majumdar:中國智能制造2025,從元器件級別解讀這個產品的話,三菱電機作為一個綜合電機廠商不僅僅只是生產元器件,其旗下不同的事業部進行了很多機械自動化、電力傳動包括通訊、智能家電的探索。因此,在集團內部的交流里,不同事業部會對元器件有更多的要求,不僅僅是電力電子,而是整個系統應用,以及整個工廠、社會運營方面達到更智能化的具體要求。 

根據集團內部的反饋聲音,三菱電機電力電子元器件部門會做出最新的產品,支持整個系統更加智能化地發展。通過這種合作效應,集團內部會發生碰撞,提供更好的智能制造解決方案,這一解決方案也會為很多制造業,包括其他行業帶來變革。

這種合作效應帶來的系統性能變化,以及集團內部的深層次技術碰撞,最終會以成熟產品的形態呈現在市場上,讓更多客戶體驗到更好的解決方案,這也是三菱電機為中國2025做貢獻的一個考慮。 

Q10:哪幾個行業對功率元器件的需求比較旺盛,其發展趨勢將如何? 

楠·真一:在整個全球市場里,中國市場的增長率最高,我相信中國市場的民用品、工業、新能源、汽車牽引等領域都有很大的市場增幅,由于市場實際的需求存在,我們也想在第一時間,有針對性地提供更合適的產品去服務市場。

Dr.Gourab Majumdar:電力電子市場目前各個行業對功率元器件的需求都比較旺盛,幾乎所有行業都呈現出增長趨勢。  

Q11:三菱電機產能擴張放緩,價格趨于上升,未來半導體器件制造行業受晶源的影響大嗎? 

Dr.Gourab Majumdar:從原材料級別考慮的話,三菱電機跟全球幾大供應商都有相應的合作,所以我們會有一個長期的,以年為單位的長期契約存在,市場變動肯定沒辦法及時反應。我們有高速的PDCA,計劃去做檢查或者改變,提高供應的實際能力,我們感覺上游晶源的影響不是特別大。

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