大功率半導(dǎo)體器件作為電力電子領(lǐng)域的核心元器件具有非常高的技術(shù)含量，在這個(gè)領(lǐng)域，東芝一直憑借創(chuàng)新的技術(shù)獨(dú)步天下。

在日前上海舉行的進(jìn)博會(huì)上，東芝半導(dǎo)體集中展示了大功率半導(dǎo)體方面的創(chuàng)新產(chǎn)品，以及在節(jié)能減排、綠色能源方面的優(yōu)勢。

東芝電子元件（上海）有限公司分立器件戰(zhàn)略業(yè)務(wù)企劃統(tǒng)括部高級(jí)經(jīng)理屈興國

會(huì)議期間，東芝電子元件（上海）有限公司分立器件戰(zhàn)略業(yè)務(wù)企劃統(tǒng)括部高級(jí)經(jīng)理屈興國接受了集微網(wǎng)的采訪，就目前東芝半導(dǎo)體業(yè)務(wù)方面的最新進(jìn)展進(jìn)行了介紹，并就產(chǎn)能供應(yīng)，IGBT、SiC、GaN等技術(shù)發(fā)展趨勢發(fā)表了看法。

屈興國表示，在MOSFET和IGBT的基礎(chǔ)上，東芝在加速碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等化合物半導(dǎo)體的開發(fā)，構(gòu)建更廣泛的產(chǎn)品線，車載和工控市場將是東芝半導(dǎo)體發(fā)力的領(lǐng)域。

“中國是東芝最重要的海外市場，有巨大的成長空間。東芝希望堅(jiān)持差異化的產(chǎn)品方向，推出更好的產(chǎn)品滿足市場需求，同時(shí)為節(jié)能減排和碳中和做出貢獻(xiàn)。”屈興國說。

IGBT向大電流高電壓演進(jìn)

功率器件又稱為電力電子器件，主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件，幾乎用于所有的電子制造業(yè)。此外，除了保證這些設(shè)備的正常運(yùn)行以外，功率器件還能起到有效的節(jié)能作用。是在電力系統(tǒng)和電氣工程中的重要組成部分。

作為全球功率器件領(lǐng)域的重要供應(yīng)商，東芝一直專注于MOSFET，特別是低壓MOSFET及IGBT的開發(fā)。

20世紀(jì)90年代末，東芝基于注入增強(qiáng)的技術(shù)注冊(cè)了專用名稱IEGT（柵極注入增強(qiáng)型晶體管），成為其獨(dú)有的IGBT標(biāo)簽，并研發(fā)出了除業(yè)界傳統(tǒng)的PMI模塊封裝外的PPI封裝技術(shù)，具有高可靠性、大功率密度和優(yōu)異的防爆性能，方便接壓使用和器件串聯(lián)等優(yōu)勢。

得益于在IGBT方面的技術(shù)優(yōu)勢，東芝的IEGT產(chǎn)品在大功率的風(fēng)電和工業(yè)驅(qū)動(dòng)等市場受到青睞。在國內(nèi)市場，則在電網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。

屈興國告訴集微網(wǎng)，目前IGBT主要的技術(shù)發(fā)展方向是大電流和高電壓。

在大電流方面，目前東芝的量產(chǎn)器件是3000A的產(chǎn)品，正在開發(fā)5000A的產(chǎn)品，明年初會(huì)有樣品問世。在高電壓方面，目前東芝量產(chǎn)的器件主要是4500V的產(chǎn)品，現(xiàn)在正在開發(fā)6500V的IGBT，主要應(yīng)用于海上風(fēng)電、高壓變頻器等領(lǐng)域。

在車用IGBT方面，屈興國表示，目前東芝已經(jīng)同主要的新能源車企展開緊密合作。

產(chǎn)能緊張明年Q3或緩解

對(duì)于目前行業(yè)普遍面臨產(chǎn)能緊張問題，屈興國給出了他的看法，他認(rèn)為供應(yīng)不足的主要原因是原材料8英寸晶圓的短缺，這種情況應(yīng)該還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，至少將會(huì)持續(xù)到明年Q3。

為了更好應(yīng)對(duì)市場需求，同時(shí)考慮到12英寸晶圓帶來的成本降低等因素，東芝已開始投入12英寸（300mm）晶圓的芯片全新產(chǎn)線的建設(shè)，預(yù)計(jì)在2023年正式投產(chǎn)，率先從低壓MOS產(chǎn)品線開始。另據(jù)3月份日本媒體的報(bào)道，新廠建成后，可將東芝功率半導(dǎo)體器件的產(chǎn)能提高20%。

據(jù)屈興國介紹，目前東芝半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的所有芯片設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)都在日本完成。封裝部分按照不同的產(chǎn)品線，則由日本、馬來西亞、泰國和中國的代工廠商支持，比如TO247、TO220等功率MOS管的封裝是和全球最大的封裝代工廠日月光合作，比如DPAK、D2PAK等貼片封裝主要和上海的一家封裝公司合作，而其中車載產(chǎn)品的封裝產(chǎn)線均在日本。

“東芝在代工方面的合作和其他公司還是有些差異，如東芝即使是代工業(yè)務(wù)，也還是會(huì)派人去現(xiàn)場支持，并不是像甩手掌柜一樣，什么都不管，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，東芝會(huì)幫助客戶一起解決問題，所以即使幫東芝代工，也是能學(xué)到技術(shù)而共同成長的?！鼻d國說。

加速SiC/GaN開發(fā)

在MOSFET和IGBT的基礎(chǔ)上，近年來，東芝也在加速碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等化合物半導(dǎo)體的開發(fā)，構(gòu)建更廣泛的產(chǎn)品線。

據(jù)屈興國介紹，目前東芝的碳化硅單管二極管和MOSFET產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，在一些高效電源、新能源領(lǐng)域中得到應(yīng)用。首款產(chǎn)品是3300V/800A/雙管模塊，代表東芝在碳化硅領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù)水平，應(yīng)用于牽引、電力機(jī)車等大型軌道交通領(lǐng)域，在中國市場，如電力電子變壓器等領(lǐng)域也存在潛在需求，

“碳化硅主要的性能優(yōu)勢是降低損耗，提高頻率，雖然價(jià)格較貴，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以提高開關(guān)頻率，從而縮小后端變壓器的體積，以及減小散熱器的尺寸，所以雖然功率器件成本高了，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)成本而言還是能體現(xiàn)出優(yōu)勢，尤其是對(duì)于一些有小型化需求的應(yīng)用，還是非常好的選擇?！鼻d國表示。

屈興國介紹，目前在電網(wǎng)的中低壓直流配電項(xiàng)目上，也存在一定機(jī)會(huì)，客戶也正在測試東芝的產(chǎn)品。他認(rèn)為，在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，光伏等直流型分布式電源的分散接入，充電樁、大型數(shù)據(jù)中心等新基建負(fù)荷的不斷增長，電能供給側(cè)、配送側(cè)、消費(fèi)側(cè)的直流化特征日益明顯。

“實(shí)際的案例如蘇州的吳江中低壓直流配網(wǎng)工程，設(shè)備采用直流供電，可逐步省去多級(jí)中間變換環(huán)節(jié)提升效率，其中就使用了碳化硅模塊。”屈興國說。

構(gòu)建差異化優(yōu)勢

在屈興國看來，近幾年國內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)展得非常迅速，在價(jià)格上的競爭非常激烈，這種情況下，東芝只有走高端差異化的路線，在高電壓、大功率器件方面才能發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。

“3300V/800A/雙管模塊產(chǎn)品就是基于這樣的思路誕生的，目前為止市場上達(dá)到相近性能規(guī)格的只有少數(shù)幾家海外品牌廠家?！鼻d國說。

目前碳化硅器件大多用于軌道交通領(lǐng)域，同時(shí)在新能源汽車領(lǐng)域也有大量潛在需求，東芝的碳化硅產(chǎn)品在車用領(lǐng)域有何規(guī)劃？

屈興國表示，東芝的風(fēng)格一貫比較謹(jǐn)慎，目前的碳化硅產(chǎn)品仍將主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，但觀察到中國市場新能源汽車對(duì)碳化硅的需求，東芝已在考慮碳化硅在車上的應(yīng)用，重點(diǎn)將是1200伏的碳化硅產(chǎn)品。

“東芝的開發(fā)思路往往是根據(jù)客戶的具體需求而定向開發(fā)。如有具體的客戶，按照客戶的需求去開發(fā)產(chǎn)品，待產(chǎn)品量產(chǎn)成熟后，再全面推廣，在日本國內(nèi)有成功案例后，再規(guī)劃中國市場?！鼻d國表示。

此外，據(jù)屈興國介紹，氮化鎵也是東芝一直關(guān)注的市場，但目前還在謹(jǐn)慎地推廣中。

屈興國認(rèn)為，功率半導(dǎo)體未來將會(huì)在車載和工控這兩個(gè)市場發(fā)揮重要的作用，這也將是東芝半導(dǎo)體未來的發(fā)力方向。