三菱电机功率半导体技术取得多项突破,聚焦SiC与硅基双轨发展
在2025年PCIM Asia展会上,三菱电机展示了其在功率半导体领域的多项创新成果。展出的产品包括适用于中功率空调的Compact DIPIPM模块、面向新能源应用的第8代IGBT模块、专为电动汽车设计的J3系列SiC模块,以及用于轨道牵引和高压输电的SBD嵌入式SiC模块等。
同期,三菱电机于9月24日在上海举办了以“创新功率器件构建可持续未来”为主题的媒体发布会。来自三菱电机机电(上海)有限公司半导体事业部的总经理赤田智史、功率器件制作所的资深研究员Gourab Majumdar博士、产品战略部部长野口宏一郎博士,分别就公司半导体业务现状、功率芯片技术路线图以及新型模块的技术亮点进行了介绍。
在问答环节中,Majumdar博士、野口宏一郎博士、赤田智史以及市场总监陈伟雄共同回答了媒体关于新产品、技术趋势及市场战略的提问。
半导体业务稳健增长,战略聚焦核心技术
凭借超过69年的深耕经验,三菱电机在电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件及家用电器等领域占据重要地位。其功率半导体产品广泛应用于变频家电、轨道牵引、新能源、电动汽车、通信系统等多个关键行业,为各领域的绿色转型和高效运行提供技术支持。
2025财年(2024年4月至2025年3月)财报显示,三菱电机实现营收55,217亿日元,营业利润达3,918亿日元。尽管面临汇率波动影响,2026财年预计营收为54,000亿日元,营业利润有望进一步增至4,300亿日元。
在半导体业务方面,2025财年实现营收2,863亿日元,营业利润为406亿日元。增长主要得益于光通信器件需求上升及产品结构优化。2026财年预计营收将增至2,900亿日元,营业利润为310亿日元,尽管利润有所调整,但公司仍在功率器件和光器件领域加大投入,以增强市场竞争力。
为提升产能和制造效率,三菱电机正在建设八英寸SiC晶圆工厂,预计将于2025年11月在熊本县投产;福冈县的新模块封装与测试工厂则计划于2026年10月启动。
硅基与碳化硅并行发展,技术路线持续优化
在此次发布会上,Majumdar博士深入剖析了公司在硅基与碳化硅基功率芯片领域的技术进展与未来规划。
硅基IGBT已发展至第8代,采用CSTBT结构、超薄晶圆、分段门结构以及深层缓冲层(CPL)等创新技术,显著降低了导通与开关损耗,提升了器件可靠性。该代产品通过优化门极设计,可更好地满足电机驱动和新能源发电等不同应用场景的需求。
碳化硅方面,公司已推出第4代沟槽栅SiC-MOSFET,具备高栅极可靠性和低导通电阻等优势。通过优化沟槽底部电场缓解层、侧壁P-well结构及高浓度JFET掺杂,其比导通电阻(Ron,sp)较传统平面型设计降低50%以上。未来,公司计划每两年推出一代新型SiC-MOSFET,持续引领行业技术演进。
SiC技术取得新突破,拓展高压应用边界
发布会上,Majumdar博士重点介绍了SiC-MOSFET在电动汽车和可再生能源领域的应用进展。
第4代SiC-MOSFET采用沟槽栅结构,比传统平面型设计的比导通电阻降低超过50%。其技术亮点包括:沟槽底部电场松弛层增强栅极可靠性、沟槽侧壁P层降低Crss电容、高浓度n+掺杂减少JFET效应。
为应对双极退化问题,公司提供了两种解决方案:中低压应用采用质子注入层,可将体二极管承载电流提升1.67倍;高压应用则使用SBD嵌入式结构,不仅实现芯片面积缩小54%,还消除了退化风险。
未来技术路线显示,公司将在2028年和2030年分别推出第5代和第6代SiC-MOSFET。同时,电压等级将从现有的1.7kV/3.3kV扩展至2.5kV/6.5kV,以满足新能源和高压输电等高端应用的需求。
模块化产品矩阵持续扩展,推动行业升级
三菱电机此次推出的功率半导体模块覆盖家电、新能源、电动汽车及高压输电等多个应用场景,包括Compact DIPIPMTM、SiC SLIMDIP、第8代IGBT LV100模块、J3系列SiC模块以及Unifull系列SBD嵌入式SiC模块。
- Compact DIPIPMTM:为变频家电和工业设备设计,封装尺寸缩小至Mini DIPIPM的53%,并支持-40°C低温运行,适用于寒冷地区的逆变控制器。
- SiC SLIMDIP:兼容现有硅基封装,全SiC方案可降低约79%功率损耗,SiC+Si并联方案亦可减少47%损耗,助力家电能效升级。
- 第8代IGBT LV100模块:采用双段式分裂栅和CPL结构,额定电流从1200A提升至1800A,功率密度提升25%,适用于光伏与风电逆变器。
- J3系列SiC模块:专为电动汽车主驱逆变器设计,具备高功率密度和低电感特性,可灵活并联满足150–300kW应用需求。
- Unifull系列SBD嵌入式SiC模块:采用LV100封装,额定电压3.3kV、电流200–800A,芯片面积缩小54%,开关损耗降低58%,已应用于HVDC与轨道交通。
这些模块通过提高效率、降低损耗并增强可靠性,持续推动功率半导体行业向更高效和绿色方向发展。在SiC与硅基技术并行布局及产能扩张的支持下,三菱电机将不断提升产品结构优化能力和全球市场响应速度。
未来布局:高压化与全球化产能扩张
展望未来,三菱电机将持续加大对SiC等宽禁带半导体技术的投入。熊本县8英寸SiC晶圆厂和福冈县模块封装工厂的投产将显著提升产能和制造效率,以满足全球市场需求。
在技术发展路径上,SiC将保持“两年一代”的更新节奏,2026年推出Gen.5,2028年推出Gen.6,并逐步将电压等级拓展至2.5kV和6.5kV,以满足高压直流输电和固态变压器等新兴应用。
同时,公司也在推进第9代IGBT的研发,探索多栅极和双面控制等新型结构,不断提升器件性能。
三菱电机表示,将继续深化与全球合作伙伴的合作,依托自身在低损耗、高可靠性功率器件方面的技术优势,助力能源转型和可持续发展目标的实现。