战略新变革:三菱电机为功率半导体按下“加速键”

        2023年8月29日,PCIM Asia 上海国际电力元件、可再生能源管理展览会在上海新国际博览中心隆重揭幕,作为亚洲领先的电力电子展会,展会聚集了一众业界翘楚,探索行业最新趋势和创新发展之路。 

        作为本届展会的赞助商,三菱电机半导体携变频家电用智能功率模块SLIMDIP-ZTM、工业与新能源发电用三电平IGBT模块、新型3.3kV高压SiC-MOSFET模块、下一代电动汽车专用功率模块4款新品及其他涵盖多个电力电子应用领域的14款经典产品全线亮相,以行业发展和应用为导向,全面展示三菱电机功率器件的产品及技术趋势。

       

       创立于1921年的三菱电机,作为一家以技术驱动发展的全球知名综合性企业,凭借强大的技术实力和良好的企业信誉在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据重要地位。尤其在电子元器件市场,三菱电机从事开发和生产半导体已有67年,其半导体产品更是在变频家电、轨道牵引、工业与新能源、电动汽车、模拟/数字通讯以及有线/无线通讯等领域得到了广泛的应用。

 

用创新产品持续引领行业方向

 

      展会上首次亮相的四款新品,延续了三菱电机一贯的在各个应用领域持续创新、不断迭代的精神,以前沿技术和创新产品引领变频家电、轨道牵引、工业与新能源、电动汽车行业发展。

(三菱电机亮相2023PCMI)

 

        在变频家电行业,继SLIMDIP-STM、SLIMDIP-MTM、 SLIMDIP-WTM、 SLIMDIP-LTM、SLIMDIP-XTM之后,SLIMDIPTM封装系列又添新成员SLIMDIP-ZTM。SLIMDIP-ZTM具有30A的高额定电流,主要应用于3匹变频空调系统。

       为了适应变频家电市场高可靠性、低成本、小型化等应用需求,三菱电机优化了SLIMDIP-ZTM内部结构,扩大了RC-IGBT芯片的安装面积并采用了全新的绝缘导热垫片可使热阻降低约40%。SLIMDIP系列封装,帮助设计者缩短开发时间帮助,实现更简单、更小型的家用电器逆变系统。 

(变频家电用智能功率模块SLIMDIP-ZTM)

        

       在工业与新能源行业,本次展示的这款工业与新能源发电用三电平IGBT模块,采用了T型三电平拓扑。半桥部分采用了1200V第7代IGBT,而交流开关部分采用了650V第7代IGBT。这款三电平模块具有200A和400A两个电流规格。优化的封装设计使得该模块可以通过不同的数量并联实现变流器的灵活功率配置,简化电路设计。

      在轨道牵引行业,继3.3kV/185A、3.3kV/375A和3.3kV/750A全碳化硅模块之后,三菱电机新开发了一款集成SBD的SiC-MOSFET模块,其规格为3.3kV/800A,它将有助于为铁路、电力系统及大型工业变流系统提供更大功率密度、更高效率和可靠性。

     在封装结构和形式上,这款SiC MOSFET模块采用集成SBD的SiC MOSFET和优化的封装结构,与公司现有的硅功率模块相比,开关损耗降低了91%,与现有3.3kV/750A全SiC功率模块相比降低了66%。从而降低了变流器功率损耗,并有助于提高输出功率和效率,有效减少碳排放。此外,该款SiC MOSFET模块采用了LV100封装形式,可以通过不同的数量并联实现变流器的灵活功率配置,简化电路设计。

(新型3.3kV高压SiC-MOSFET模块)

     

    在电动汽车行业,三菱电机正在开发下一代电动汽车专用功率模块。该系列模块拥有1300V和750V两个电压等级,分别采用SiC MOSFET和RC-IGBT芯片技术。该系列模块采用三菱电机擅长的压注模工艺。在保证可靠性的同时,大大提升生产效率。

 

     据悉,在功率模块领域,三菱电机在全球市占率中排名领先。其中,消费类电子用智能功率模块(Intelligent Power Module)市占率全球第一,轨道牵引用全碳化硅功率模块市占率也是全球领先。技术方面,三菱电机拥有多种尖端技术,如在外延、工艺等方面的高质量化合物半导体技术、利用自主研发沟槽(Trench)结构SiC-MOSFET所实现的低功耗芯片技术、业界顶尖的小型化与轻量化模块技术等。三菱电机功率器件制作所首席技术顾问Gourab Majumdar 博士也在发布会上就三菱电机的技术进展做了充分的补充,包括硅基和碳化硅基两个方面。

 

     以硅基芯片为例,三菱电机研发的硅基IGBT芯片从第3代IGBT到现在第7代IGBT,面积越来越小,每一代IGBT的损耗也在不断降低。当前,三菱电机已经推出采用更精细结构概念、更新工艺技术的新型RC-IGBT芯片。据悉,新一代RC-IGBT芯片可以改善散热,以减少热阻,其损耗也比传统的RC-IGBT降低了50%左右。

 

 

 

 

 

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