三菱电机锐意成为功率半导体市场的全球霸主

三菱电机董事技术总监 Gourab Majumdar博士

       三菱电机董事技术总监Gourab Majumdar博士日前在PCIM亚洲2012展上会见了记者，深入交流了三菱电机未来的称霸计划，并回答了记者的提问。

三菱电机展位参观者众多

在行业称霸
       三菱电机的功率半导体产品，早已稳站全世界第一，因此，下一个目标是成为绝对第一，亦即要拉开与第二位的距离。具体来说，就是到2015年时，全球销售收入达到1,900亿日元的目标。从2010年到2011年间，公司在生产上，已投入了300亿日元，扩大全球销售及客户网络；加强研发，开发第七代IGBT和碳化硅功率器件，提高实用性；我们前年收购了Vincotech，将彼此的产品进行一个相加效应，在绿色能源方面发挥更大作用。

       在经营战略方面，公司在2010年以后特别注重成长，采取了两条腿走路的方式。一方面做强具竞争力的业务，调整相对弱项的业务；另一方面，就是以具竞争力的业务为核心，深化解决方案，比如以智能电网为例，这就是结合强项业务和强项产品的解决方案。
       
       三菱电机增强在中国国内的生产，除在原有的OEM工厂，生产DIPIPM外；在安徽省合肥市新设了一家合资企业，去年8月，今年1月份开始生产，主要产品是DIPIPM、工业用的IGBT。

       三菱电机公司在2010年的销售收入与2011年相约，但是由于欧债危机，营业利润2011年比2010年略有下降，我们估计2012年上半年度，公司的业绩还不会恢复，我们期待着在2012年的下半年开始，公司的业绩有一个比较大的增幅。

       但在IGBT的市场份额上，自2008年全球性金融危机以后，三菱电机跑赢了整个市场，据调查公司提供的2011年数据来看，三菱电机IGBT的市场份额，大概是占全球三分之一左右。从销售区域来看，还是以日本为主，占49%，在亚洲由于中国空调的变频化，所以比前几年有所增长。由于今年受到全球经济萎缩的影响，估计销售可能比2011年下降。

IGBT技术持续领先
       在功率半导体最新的技术发展方面，IGBT芯片技术一直在进步。第三代的IGBT是平板型的构造，第四代是一个勾槽型的构造，第五代成为CSTBT，第六代是超薄化。目前正在开发的第七代IGBT，试图把CSTBT的构造进一步优化，微细化、和超薄化，改善关断损耗对饱和压降的折中比例，提高功率半导体的性能。
       从性能系数（FOM）来看，第六代已比第一代提高了16倍。如果第七代通过减少无效区间、超微细化等工序，可提高26倍。
       在封装技术方面，在小容量消费类DIPIPM产品中，三菱电机采用了压注膜的封装办法。在中容量工业产品、混合动力和电动汽车的New-MPD产品中，采用了盒式封装。在大容量，特别是用在高铁上的产品中，采用了碳化硅铝的芯片，然后用盒式封装完成。
       今后开发的技术方向，就是朝新绑定技术、高性能、高功率密度化、和高Tj发展。对于高耐压的产品来说，提高高功率密度化、高功率循环和温度循环、提高产品的寿命和绝缘的电压，同时降低热抵抗。

应用广泛、成本下降
       新产品系列有可以应用在风力、太阳能等大容量的IGBT，还有兆瓦级的器件上的New-MPD。
       在稳定性方面，新MPD的特征是实现了产品的高可靠性，它的功率循环是第六代IGBT的六倍，是市场上其他IGBT的10倍。通过提高输出电流和延长产品寿命，可以达到降低成本的目的。
       三菱电机推出了单一器件解决方案。在以往700千瓦—1兆瓦风力发电和500kW太阳发电机组的变流，需要6个功率器件并排来完成；但现在只要用一个功率器件就可以了。有效减少了功率器件的数量，实现了小型化、轻量化和低成本。
       对于混合动力汽车跟电动汽车，可采用J系列产品，使用了六合一的结构单元，同时具有驱动和保护电路。
       至于J系列的TPM，采用了二合一的结构，和IPM不同的是它没有搭载驱动跟保温电路，客户可以使用自己的驱动。另外，T-PM在IGBT上它还搭载了电流跟温度传感器。
       我们自主开发研制了绑定技术，称为直接模板绑定，好处是使基板上的温度分布平均。
       至于DIPIPM在家电上的应用，可以发挥节能效果。到目前为止，三菱电机生产的DIPIPM的节能效果十分可观。举例说，东京一年的家居用电量是21个千兆千瓦，而三菱电机的DIPIPM则已经节省了50千兆千瓦，亦即是东京两年的家居用电量。    

       三菱电机的新产品——第五代DIPIPM，它的特点是搭载了（自觉二极管）和温度传感器的模拟输出。

碳化硅优点多
       目前碳化硅半导体功率器件有四大优点：第一、工作温度范围比较大，在高温下也可工作；第二，低抵抗、耐高破坏性；第三、高频工作；和第四、散热性好(thermal conductivity)。碳化硅的功率器件用在系统上它有很多好处，功率的密度可以更高，体积可以更小，更加耐高电压压，设计容易，总体来讲可以提高功率半导体的效率，运用的领域可以更加广泛，更为方便。
       三菱电机利用碳化硅生产出来的第一个产品，就是使用在高铁上的变频器、家用空调上的DIPIPM、和风力发电变换器上的MOSFET器件。
   
       总括而言，功率半导体的技术发展方向，包括：第一、硅或碳化硅芯片技术的进步；第二、功率半导体里面搭载的各种功能；及第三、在封装技术上，可以通过压注膜或者是盒式封装，使功率半导体的寿命更长，稳定性更好，功率密度更大。
   
合肥工厂可满足中国变频空调市场的增长
媒体：请介绍一下三菱电机在合肥工厂投资的规划，包括产能的规划，以及一月份投产之后产能的利用情况。

Gourab Majumdar博士：合肥工厂的注册资本为五百万美元。合肥工厂成立以前，我们在中国OEM生产能力，约占整个三菱电机功率半导体的20%。合肥工厂投产以后，预计从20%上升到30%。由于合肥工厂的投产，在空调等白色家电中有很大市场份额的DIPIPM每月产能增加了500万个以上。估计中国变频空调在今后三年市场规模大概是3千万台。三菱电机的生产能力完全可以跟上中国空调的变频化。

媒体：合肥半导体工厂生产的产品是不是专门供应中国市场的？它销售体系跟现有的销售体系会不会重叠？
 
Gourab Majumdar博士：合肥工厂的产品并不是只是为中国大陆生产的，我们可以向全球客户供货的，目前有些将出口到日本，供货给日本家电的制造商。。关于合肥工厂的销售，主要还是由三菱电机公司分布在全球的销售体系来进行销售。

媒体：三菱电机的合肥工厂是否包括模块生产的全部过程，还是只有后道的封装和测试？

Gourab Majumdar博士：合肥工厂只生产后道工序，前段工序芯片都是从日本进口的。

IPM体积将与iPhone看齐
媒体：请介绍一下变频家用DIPIPM的产品，应用在哪些家电？发挥什么作用？
 
Gourab Majumdar博士：关于DIPIPM的应用，目前都用在空调、洗衣机等，也用在地热，洗碗机等等。DIPIPM是在家电变频器的核心部件，以空调为例，用了变频器以后，室内的温度可以发出信号给室外机进行调节，可以使室温保持一定的温度，同时又达到节能的效果。

       而我们不断将半导体的厚度越做越薄，称作为薄细化，令日后的IPM厚度可能跟iPhone差不多。在里面加载更多功能后，可从功能单一化转成多样化。
 
媒体：我们看到三菱电机从功率半导体的研发部门中，将汽车从电子产品类独立出来理由是什么？汽车用的J系列功率半导体的模块，他们的区别是有搭载驱动，除此之外有哪些区别？

Gourab Majumdar博士：在新的汽车元件开发部门中间，集中了公司最擅长汽车元件开发的人才，同时把封装、产品检验、产品制造技术开发的人才，也都拨给新的部门，在公司内的地位比前提高了很多，形成了有利于开发新汽车器件的体制
。
       面对电动汽车市场，我们推出的J系列IPM。J系列的IPM在上面搭载了驱动和保护电路。如果客户有自行开发驱动电路的能力，我们就提供没有驱动跟保护电路的功率器件的J系列T-PM，它比较紧凑，体积比较小。

媒体：三菱电机的产品不断更新换代，在推出新一代产品的时候，在创新与继承上的比例如何？

Gourab Majumdar博士：关于换代产品的创新与继承，从硅器件的第一代到第六代或者以后的第七代的技术开发，还没有超出改进的范围，通过对上一代的产品的改进，为客户带来更多方便。如果说以后从硅变成碳化硅器件，可以说是革命性的技术改进，新的器件跟过往的完全不同。

与本地高校合作研发
媒体：中国节能减排压力很大，三菱电机除了向中国进口非常先进的产品以外，对中国实现节能减排方面有什么帮助？比如讲技术合作、技术教育，包括人员培训方面？

Gourab Majumdar博士：三菱电机是一个有很强的社会责任感的公司，本人时常到中国来参加各种演讲会，或者技术交流会。同时，三菱电机在中国清华大学、浙江大学等高校设有共同实验室。今年我们跟北京交通大学共同开发了如风力发电变流器上的模块。这种模块是搭载有三菱电机新产品New MPD，是目前世界上最先进的风力发电解决方案

媒体：在半导体产品生产中会产生大量有毒废物，三菱电机作为全球500强企业之一，如何在保护环境上做一些表率作用？

宋高升 先生：在环保方面，从2000年到2021年为止，我们要通过产品的小型化削减30%的生产资源使用量；填埋废弃物的比例达到0.1%。

Gourab Majumdar博士：功率半导体生产产生有害的物质基本上是很少的。另一方面，到2021年，正好是三菱电机成立100周年，为了庆祝100周年，从前几年开始公司内部就制定了对应节能环保社会要求的规划，争取在100周年的时候实现这个目标。

媒体：福岛地震后，核电开始受到日本人很大的质疑，这样势必要使得机电产品走节能环保，三菱电机的产品在这方面又有什么新的举措和创新？

Gourab Majumdar媒体：由于福岛核辐射的问题，日本对于节能的关注度比过往提升，三菱电机的IGBT正是一个节能产品。我们现正改良它封装的技术和材料，还有芯片的性能，进一步提高功率半导体的节能效果。

媒体：全球功率半导体厂商之间既有竞争也有合作，在什么情况下三菱电机会考虑跟其他厂商在技术和工艺方面有一些合作？

Gourab Majumdar博士：对于在怎样的前提下与对手合作，主要考虑能否为客户提供更广泛和优质的产品。目前有很多用户希望功率器件标准化，如果说我们与竞争对手各自的技术强项会产生相加效应的话，会考虑共同携手开发新的产品和技术合作。