Innovativ teknik leder branschen
I 60 år har Mitsubishi Electric kunnat behålla sin ledande position inom branschen för kontinuerlig och innovativ forskning och utveckling.
Som kärnan i kraftkomponenter är vikten av IGBT-chips självklart. I utvecklingen av den senaste tekniken för krafthalvledare har Mitsubishi Electrics IGBT-chipteknik utvecklats. Den tredje generationen IGBT är en plattformsstruktur, den fjärde generationen IGBT är en grävstruktur, den femte generationen är CSTBTTM, och den sjätte generationen är ultra-tunn. CSTBTTM, den sjunde generationen IGBT-konstruktionen är mer raffinerad och ultra-tunn CSTBTTM.
Från IGBT-chipets resultatindex (FOM) har den sjätte generationen ökat med 16 gånger jämfört med första generationen, och den sjunde generationen har ökat med 26 gånger jämfört med första generationen. Med tanke på förpackningstekniken har Mitsubishi Electric i småkapacitets DIPIPMTM-produkter antagit en förpackningsmetod för formsprutning. I industriprodukter med medelhög kapacitet och elektriska fordonsspecifika produkter antas ett lådtypspaket. I högkapacitetsprodukter, särskilt de som används på höghastighetståg, används högpresterande kiselkarbid aluminiumsubstrat, som sedan förpackas i en lådpaket.
Samtidigt med massproduktion och -försörjning gör Mitsubishi Electric också ansträngningar för nästa efterfråganxplosionspunkt. Omkring 2022 kommer Mitsubishi Electric att överväga investeringen av 12-tums kraftkomponenter produktionslinje. I synnerhet av Dr. Gourab Majumdar kommer IGBT-chipmarknaden att växa kraftigt under 2020-2022.
SiC är kärnteknologiriktningen för nästa generations krafthalvledare. Jämfört med traditionella Si-IGBT-moduler är den största fördelen med SiC-effektmoduler att omkopplingsförluster minskas kraftigt. För specifika omvandlarapplikationer kan denna fördel minska omvandlarens storlek, öka frekvensomriktarens effektivitet och öka växlingsfrekvensen. För närvarande expanderar applikationsfälten hos inverteranordningar baserat på SiC-kraftenheter. På grund av kostnadsfaktorer är den nuvarande marknadspenetrationen av SiC-enheter dock mycket låg. Med teknologisk utveckling kommer kostnaden för kiselkarbid att sjunka snabbt, och framtiden kommer att vara de vanligaste produkterna på marknaden för krafthalvledare.
"Kiselkarbid effektmodulen kan expandera fler applikationer på grund av dess högtemperaturmotstånd, låg strömförbrukning och hög tillförlitlighet. Silikonkarbid är det bästa valet för att utforska nya marknader i framtiden, säger Dr. Gourab Majumdar.
Mitsubishi Electric har introducerat den första generationen kiselkarbid kraftmoduler sedan 2013. Faktum är att redan 1994 började Mitsubishi Electric utveckla SiC-tekniken; Sedan 2015 har SiC-kraften kommit in i många nya applikationsfält. Samma år har Mitsubishi Electric utvecklat den första kompletta SiC-effektmodulen, som är utrustad med lokaltraktionssystemet för installation på Shinkansen i Japan. Mitsubishi Electrics SiC Power Module-produktlinje täcker nominella strömmar från 15A till 1200A och märkspänningar från 600V till 3300V. Prover är tillgängliga nu.
På grund av den snabba ökningen av efterfrågan på kiselkarbid investerade Mitsubishi Electric i en 6-tums wafer produktionslinje 2017 för att minska chipstorleken med ny teknik. För närvarande går produktionslinjen som planerat och massproduktionen förväntas bli 2019.
Kraftelektronikindustrins krav på kraftaggregat återspeglas mer i att förbättra effektiviteten och minska kraftdensiteten, så de nya SiCMOSFET-effektmodulerna kommer att få fler och fler applikationer. För att möta kraven på marknaden för kraftenheter för låg ljud, hög effektivitet, liten storlek och lätt vikt har Mitsubishi Electric varit engagerad i forskning och utveckling av högteknologiska produkter. Utvecklingen av en ny generation av trench gate SiC MOSFET-tekniken utvecklas, vilket ytterligare förbättrar relationen mellan kortslutningstest och resistens och planerar att kommersialisera den nya SiC MOSFET-modulen senast 2020.
