三菱电机以创新功率半导体技术引领行业变革
在全球领先的工业与技术盛会PCIM Asia 2025上,三菱电机全面展示了其在功率半导体领域的多项创新成果,涵盖多个关键应用领域。展出产品包括适用于中功率空调的Compact DIPIPMTM与SiC SLIMDIP模块、新一代第八代IGBT模块、专为电动车开发的J3系列SiC模块,以及适用于轨道牵引与高压输电的SBD嵌入式高压SiC模块等。
同期,三菱电机于9月24日在上海召开了以“创新功率器件构建可持续未来”为主题的媒体发布会。三菱电机机电(上海)有限公司半导体事业部总经理赤田智史、功率器件制作所资深研究员Gourab Majumdar博士、产品战略部部长野口宏一郎博士分别介绍了公司在功率器件领域的整体业务布局、技术路线图及新品亮点。发布会还设有媒体问答环节,由Majumdar博士、野口博士、赤田先生及市场总监陈伟雄共同参与,就技术趋势与市场战略等议题进行深入交流。
持续增长的业务表现与核心战略聚焦
三菱电机自1950年代起深耕半导体技术,拥有长达69年的深厚积淀。其产品广泛应用于变频家电、轨道交通、工业设备、新能源、电动汽车以及通信系统,为各行业的能效提升与绿色转型提供关键技术支持。
从财务表现来看,公司在2025财年(2024年4月至2025年3月)取得了营收55217亿日元、营业利润3918亿日元的历史新高。2026财年预计营收为54000亿日元,营业利润有望增至4300亿日元。在半导体业务方面,2025财年营收达2863亿日元,营业利润406亿日元,主要受益于光通信器件需求增长及产品结构优化。
展望2026财年,半导体业务预计营收将提升至2900亿日元,营业利润预计为310亿日元。尽管面临汇率及成本摊销压力,公司仍持续加码功率器件与光器件领域的研发投入,强化其全球市场地位。
为应对市场需求,三菱电机已在熊本县启动8英寸SiC晶圆新工厂建设,预计于2025年11月投入运营;福冈县的模块封装与测试工厂计划于2026年10月投产。
硅基与碳化硅技术双轨并行
在技术战略方面,三菱电机坚持硅基与碳化硅(SiC)器件并行发展的路线。硅基IGBT技术已发展至第八代,采用CSTBT结构、超薄晶圆、分段门结构与深层缓冲层等技术,显著降低导通与开关损耗,提升产品可靠性。第八代IGBT引入双段式门极设计,优化dv/dt与di/dt参数,以满足不同电机驱动和新能源应用的复杂需求。
在碳化硅领域,公司已推出第四代沟槽栅SiC MOSFET,具备更高的栅极可靠性与更低的比导通电阻(Ron,sp)。通过优化沟槽底部电场缓冲层、侧壁P-well结构及JFET区域的掺杂浓度,第四代产品的Ron,sp比传统平面栅结构降低超过50%。未来,三菱电机计划每两年推出新一代SiC器件,保持技术领先地位。
SiC技术取得新进展:高压化与性能提升
Majumdar博士在发布会上重点介绍了第四代SiC MOSFET的关键技术突破。该技术采用沟槽栅结构,通过优化电场分布与离子注入方式,有效降低Crss电容并改善开关性能。此外,针对中低压应用,公司引入质子注入层以提升寄生体二极管的电流承载能力;对于高压场景,则采用SBD嵌入式结构,实现芯片面积缩减54%,并彻底消除双极性退化问题。
根据技术路线图,三菱电机计划于2028年推出第五代SiC器件,2030年推出第六代。电压等级也将从目前的1.7kV/3.3kV拓展至2.5kV/6.5kV,以更好地满足新能源发电与高压输配电的高要求。
新品发布:模块化方案推动产业升级
三菱电机此次发布多款功率模块,覆盖家电、新能源、电动汽车与高压输电等关键领域,包括Compact DIPIPMTM、SiC SLIMDIP、第8代IGBT LV100模块、J3系列SiC模块及Unifull系列SBD嵌入式SiC模块。
- Compact DIPIPMTM:适用于变频空调和工业设备,提供30A/600V与50A/600V两种型号。该模块封装尺寸较Mini DIPIPM缩小53%,并新增桥臂互锁保护功能,有助于简化系统设计并拓展工作温度范围。
- SiC SLIMDIP:为住宅空调量身打造,提供全SiC与SiC+Si并联两种方案,分别降低约79%与47%的功率损耗。同时与现有硅基SLIMDIP封装兼容,便于厂商快速升级产品能效。
- 第8代IGBT LV100模块:采用双段式分裂栅与深层缓冲层设计,显著降低导通与开关损耗。其额定电流由第7代的1200A提升至1800A,功率密度提升25%,为光伏与风电系统提供更高性能解决方案。
- J3系列SiC模块:专为电动汽车主逆变器设计,J3-T-PM模块额定电压1300V、电流350A,低电感与优化散热结构支持150–300kW主驱应用。系列中还提供继电器模块与标准化SiC芯片,有助于客户实现系统集成与成本优化。
- Unifull系列SBD嵌入式SiC模块:面向高压输配电市场,采用3.3kV/200–800A规格,芯片面积缩减54%,开关损耗降低58%。该模块已于2023年5月和6月实现量产,并在全球多个HVDC输电和轨道交通系统中投入使用。
这些模块不仅代表了三菱电机在功率器件领域的最新技术成果,也为全球工业与交通的绿色升级提供了坚实的技术支撑。
未来布局:高压化与全球化制造
面向未来,三菱电机将持续加码功率半导体领域的研发投入,特别是在碳化硅及其他宽禁带半导体(WBG)材料上的技术突破。公司将在2025年内正式投产熊本县的8英寸SiC晶圆工厂,并于2026年启动福冈县的模块封装与测试新厂,以满足全球市场对高性能功率器件日益增长的需求。
在技术演进方面,SiC器件计划保持两年一代的更新节奏,2028年推出Gen.5,2030年推出Gen.6。电压等级将逐步提升至2.5kV和6.5kV,以满足高压直流输电、固态变压器等新兴应用。硅基方面,第九代IGBT的研发也已展开,聚焦于多栅极结构与双面控制等创新方向。
通过持续的技术创新与全球产能扩张,三菱电机正加速推动功率半导体行业迈向更高效、更可靠、更环保的发展阶段,助力全球能源转型与可持续发展目标的实现。