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发布7款新品 三菱电机将推电动车专用模块/整体解决方案

2018-06-28 · 来源: 高工电动车网 关注度:15197 次
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三菱电机
摘要:PCIM 亚洲 2018展会上,三菱电机19款功率模块集体亮相,并发布7款备受关注的新产品。

日前,PCIM 亚洲 2018展会上,三菱电机19款功率模块集体亮相,并发布7款备受关注的新产品。 

作为全球500强企业及现代功率半导体器件的开拓者,自1996年推出DIPIPMTM后,截止目前,三菱电机累计出货量已超5亿颗,月产能达720万片。2017年,三菱电机销售额达4400亿日元(约合440亿美金),2018年截至目前,三菱电机销售额已达3150亿日元。

下一阶段,三菱电机将进一步扩充产能,巩固三菱电机功率半导体在变频家电市场的领先地位;在铁道牵引、电动车和工业新能源应用领域,持续联合国内知名大学和专业设计公司,开发本地化的基于新型功率半导体的整体解决方案;同时,依托合肥功率半导体工厂和联合实验室,为中国客户提供更好、更快的服务与支持。

电动乘用车领域,三菱电机将为客户提供电动车专用模块和整体解决方案。

此前,三菱在电动国内电动乘用轿车领域IGBT市场占有率并不突出,随着国内新能源汽车近些年的快速增长势头,三菱电机将联合持续性地联合国内知名大学和专业设计公司,开发本地化的基于新型功率半导体的整体解决方案。 

发布会上,三菱电机半导体首席技术官Dr.Gourab Majumdar介绍,IGBT芯片是功率元器件的核心,目前三菱电机si-IGBT已发展到第七代,主打8英寸产品,目前该产品处于满产状态。 

此外,三菱电机预计2020-2022年左右,市场的工业需求会较为旺盛,因此三菱电机计划在2022年左右,继续扩达产能,并考虑投建功率元器件12英寸的产品产线。 

而作为下一代功率半导体的核心技术方向——碳化硅,Dr.Gourab Majumdar表示,碳化硅能让功耗实现质的跳跃,1994年开始三菱电机就已经开始碳化硅技术储备的前沿开发,目前三菱电机旗下相应产品已发展到第二代,并开始向第三代转化。 

目前,三菱电机量产的碳化硅均为4英寸碳化硅晶源,为进一步提高生产效率,三菱电机投建了绿色碳化硅产线。当前,三菱电机6寸的产线调整基本完成,未来对应产品供应量将进一步提升。 

发布会期间,大中国区三菱电机半导体总经理楠·真一、半导体首席技术官Dr.Gourab Majumdar还对以下问题进行了解答: 

Q1:随着新能源汽车内部功率单元的集成越来越高,作为新能源汽车动力电源系统的核心部件,三菱电机研发应用于电动车的模块将如何满足电动车对紧凑型故障率、可靠性、节能型、抗震性、易冷却等一系列要求?

Dr.Gourab Majumdar:紧凑型、故障率、可靠、节能、抗震、冷却,这些因素都很重要,比如我们通过压铸膜的封装把体积缩小,第七代的IGBT芯片让整个性能变得更好;利用碳化硅让整个功耗得到质的跳跃等,都是三菱电机根据整车市场,新能源汽车使用具体需求,在实际应用过程中储备下来的技术。 

此外,电动车的另一个重要特性需求叫可追溯性,如果一台车上可能只有一个主机的元器件在内,一旦出问题的话就需要追根溯源,明确哪道工序中存在潜在风险,如此即查找故障原因,也利于产品的后期改善。在生产所有环节管控中,都具备可追溯性控制,这也是三菱生产制造过程中较为重要的环节。 

Q2:三菱电机正在建设6英寸碳化硅产线在什么地方?规划月产能是多少?何时投产?未来是否有计划在中国投产精量产? 

Dr.Gourab Majumdar:6英寸碳化硅产线位于九州岛,距离上海很近,也被称为“日本硅谷”,聚集了大量的半导体企业。 

目前项目资金已经到位,设备也已到线,产线目前处于调试阶段,且各项调试进展顺利,目前已基本处于量产最后阶段的调试。预计将于2019年实现量产,存在提前量产的可能性。产能情况,暂时不能透露具体的数字,但可以确定的是目前规划的该条产线,完全可以满足目前市场对SiC芯片的需求。 

关于在中国建设SiC晶源厂,三菱电机目前没有这个计划,但作为功率元器件工业模块的领导性企业,三菱电机会随时根据市场需求变化,进行相应的布局调整。只是到目前为止,到今天这个时间点暂时没有在中国建晶源厂的计划。 

Q3:国际上目前受诸多因素的影响,仅在650V到1700V的领域实现碳化硅器件的产业化,碳化硅器件相对IGBT有哪些优势?国内的碳化硅技术与国外相较主要差距在哪些地方? 

Dr.Gourab Majumdar:首先说第一个问题,好像大家认为SiC产品只在大概650V-1700V实现产业化,实际上三菱电机的产品范围远不止于此,在汽车牵引的3.3KV有相应的产品,在机车里面也有相应的应用。 

而碳化硅相较于单晶硅的几大优势,第一个就是高频驱动,高频应用会带来抗高温,高可靠性,高效率和小型化的有点,根据不同的应用场景,碳化硅会有不同的产品或者是对SiC芯片应用会有不同的解读。 

再说SiC的中国市场,实事求是地说,在我看来SiC中国这边可能还没有实现技术的突破,但是三菱电机从1994年开始,二十几年前就已经开始进行这方面的技术研究,并进行了相应的产品化举动。二十几年,三菱电机投入了大量的时间、金钱以及精力在先进半导体材质、变化等方面,到目前为止,三菱电机处于碳化硅新型原材料领域的绝对先锋位置,这样的情况可能在未来几年也不会发生太大变化。

Q4:三菱电机除了研发生产功率元器件以外,相应的驱动芯片是不是有能力自己做,还是要配备其他厂商的驱动芯片? 

Dr.Gourab Majumdar:这个问题要分两块去考虑,如果是只有功率元器件的SiC模块,其上需要一个驱动板,这个驱动板可能与三菱的产品不同,需要几个厂家合作去完成整个产品的驱动板。 

另外有叫IPM的产品,也是三菱主打的产品,其智能工艺模块已经将驱动调好,IPM产品里的驱动SiC由三菱自己完成,也会把产品最优点调节到最好,这是三菱电机自己的东西。 

Q5:元器件的应用对外围器件及PC、PE的设计是否有更高的要求?如果有的话,这是否会制约将来的推广应用? 

Dr.Gourab Majumdar:这个问题说的就是SiC的驱动板,当然要把SiC应用好,不止是一个驱动板的问题,需要分为两大块。第一个,碳化硅的东西可以高频使用,高频意味着反复开关,通过高速来实现低功耗或者应用范围的拓展,这带来的最大问题就是噪声,这个噪声可能会影响到对整个板子的参数管控,板子设计的难度更高。 

再有一个就是高温度,175度是单晶硅的极限值,碳化硅可以超过200度,整个控制板能否耐高温?本身耐高温的材质,在模块内部应用的原材料、驱动板和散热器耐高温的东西,是否能承受SiC这么高温实际使用环境,这是另外一个问题。 

上面的说法把SiC驱动板描述的很难、很复杂,其实也不是这样,在节能减排、低耗环保的全中国、乃至全球趋势下,根据能源级别,我相信驱动板或原材料抗高温难点,不会是真正的难点,解决办法要比问题多,这肯定不是一个不可解决、不可逾越的问题。

Q6: IPM模块并非简单的把IGBT和控制电路放在一个控制模块当中,IPM需要具备哪些性能? 

Dr.Gourab Majumdar:不光是功率元器件,也有把驱动放到一起的东西叫做智能功率模块的,但实际上,这绝对不是简单的二合一或者放在同一个封装里面。首先智能功率模块,需要达到驱动、保护、提高,通过驱动的内置令其驱动、保护的时效性更高,系统更稳定,性能更优越。 

所以说,智能功率模块首先有三个主要的技术,第一个是封装技术,控制一些参数包括管道排列,芯片技术,以及驱动技术。驱动IC如何更好地控制IGBT芯片?更好的保护整个系统?这是驱动非常重要的一个考虑。解决不好这三个技术问题,好的模块肯定做不出来。 

刚才讲的是IGBT,现在再说说大家比较关注的碳化硅。我们一直说碳化硅是个非常高速的元器件,高速带来噪声的问题,通过外围控制解决噪声问题难度更大。因此,碳化硅产品用IPM,已经在内部调控好,解决好了噪声问题,这是更利于SiC产品的市场实际应用,更稳定的一个选择。 

总而言之,IPM绝对不是简单的将驱动和IGBT放到一个盒子里,如何能让其发挥出内置功率元器件的最优性能,并保证性能最稳定,为客户提供更舒适的使用体验,才是最好的产品。 

Q7:三菱电机此次新发布的IGBT模块主要针对新能源发电用途,请问三菱电机在新能源领域发展部署是怎样的? 

Dr.Gourab Majumdar:新能源主要是两大块,一块是太阳能,另一块是风力发电,这两大块有实际的新能源需求。三菱其实从低压到高压都有相应的量产品,我们定制倾向的客户,主要由三菱旗下的欧洲下属公司来对应满足,通用型的产品,三菱电机也有一些标准化相对做的较好的大批量通用型产品,可供客户选择,包括第七代IGBT模块及SiC产品等。 

值得一提的是我们的LVD板,该产品是1700V系列的二合一产品,这成为封装行业里的标准封装。未来,该产品的身影将在高压驱动领域出现更多。 

Q8:三菱电机工业半导体的核心竞争力是什么? 

Dr.Gourab Majumdar:工业模块要做好基础工艺,也就是芯片和封装技术,缺一不可。单晶硅方面三菱的历史较为悠久,目前第七代IGBT技术已实际量产使用,下一代产品也已经在开发当中,性能将会进一步提升。 

三菱的SiC产品,现在属于第二代SiC架构工艺,未来,三菱电机引导这个行业健康进步的步伐会更快。 

封装技术方面,不光是内置芯片的贴片材质,包括建盒的新加工工艺,包括封装的底板,三菱电机都拥有非常核心的技术。这些技术可能在其他部分竞品中还没有得到实际量产应用,但三菱已在其中进行了丰富的技术储备。 

综上所述,无论是芯片还是封装,三菱电机一直在引导行业向更健康、良性的方向发展,我相信目前三菱电机在这个行业内的先锋地位,并将继续引导市场发展。同时,进一步将周边元器件集成到驱动封装内,让客户使用、设计起来更简单,会是我们下一步需要考虑的问题。 

Q9:简单谈一下三菱电机围绕中国制造2025,智能制造等方面的布局? 

Dr.Gourab Majumdar:中国智能制造2025,从元器件级别解读这个产品的话,三菱电机作为一个综合电机厂商不仅仅只是生产元器件,其旗下不同的事业部进行了很多机械自动化、电力传动包括通讯、智能家电的探索。因此,在集团内部的交流里,不同事业部会对元器件有更多的要求,不仅仅是电力电子,而是整个系统应用,以及整个工厂、社会运营方面达到更智能化的具体要求。 

根据集团内部的反馈声音,三菱电机电力电子元器件部门会做出最新的产品,支持整个系统更加智能化地发展。通过这种合作效应,集团内部会发生碰撞,提供更好的智能制造解决方案,这一解决方案也会为很多制造业,包括其他行业带来变革。

这种合作效应带来的系统性能变化,以及集团内部的深层次技术碰撞,最终会以成熟产品的形态呈现在市场上,让更多客户体验到更好的解决方案,这也是三菱电机为中国2025做贡献的一个考虑。 

Q10:哪几个行业对功率元器件的需求比较旺盛,其发展趋势将如何? 

楠·真一:在整个全球市场里,中国市场的增长率最高,我相信中国市场的民用品、工业、新能源、汽车牵引等领域都有很大的市场增幅,由于市场实际的需求存在,我们也想在第一时间,有针对性地提供更合适的产品去服务市场。

Dr.Gourab Majumdar:电力电子市场目前各个行业对功率元器件的需求都比较旺盛,几乎所有行业都呈现出增长趋势。  

Q11:三菱电机产能扩张放缓,价格趋于上升,未来半导体器件制造行业受晶源的影响大吗? 

Dr.Gourab Majumdar:从原材料级别考虑的话,三菱电机跟全球几大供应商都有相应的合作,所以我们会有一个长期的,以年为单位的长期契约存在,市场变动肯定没办法及时反应。我们有高速的PDCA,计划去做检查或者改变,提高供应的实际能力,我们感觉上游晶源的影响不是特别大。

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