三菱电机功率半导体技术革新引领行业变革
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,涵盖住宅与工业应用、新能源、电动汽车以及轨道牵引等多个关键市场。展品包括专为中功率空调设计的Compact DIPIPMTM与SiC SLIMDIP模块、用于新能源系统的第八代IGBT模块、面向电动汽车主驱的J3系列SiC模块,以及高压输电领域应用的SBD嵌入式SiC模块。
展会期间,三菱电机还于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赤田智史总经理、功率器件制作所的Gourab Majumdar博士与野口宏一郎博士,分别介绍了公司半导体业务概况、功率芯片技术路线图及模块亮点。此外,陈伟雄市场总监与上述专家一同参与了媒体问答环节,就公司最新产品、技术趋势及市场策略与媒体展开了深入交流。
业务稳健增长,战略聚焦功率与光通信
作为一家拥有69年半导体研发经验的技术型企业,三菱电机在电力设备、通信设备、工业自动化及消费电子领域占据重要地位。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、通信系统等多个领域,推动行业的高效运行与绿色转型。
在财务表现方面,2025财年(2024年4月至2025年3月)公司实现营收55,217亿日元,营业利润达到3,918亿日元,创历史新高。尽管面临汇率波动影响,2026财年预计营收仍将维持在54,000亿日元,营业利润有望提升至4,300亿日元。
半导体业务在2025财年实现营收2,863亿日元,营业利润406亿日元,主要受益于光通信器件需求增长与产品结构优化。2026财年该业务营收预计增长至2,900亿日元,营业利润约为310亿日元。尽管利润因汇率和摊销成本有所下降,公司仍在持续加大对功率器件与光器件领域的投入,强化市场竞争力。
为满足全球市场需求,三菱电机正在建设两座新工厂:熊本县的8英寸SiC晶圆厂计划于2025年11月投产,福冈县的模块封装与检测工厂则预计于2026年10月投入运营。
技术双轨发展:硅与碳化硅协同推进
在媒体发布会上,Majumdar博士系统解读了三菱电机在硅基与碳化硅基功率器件方面的技术布局。硅基IGBT已迭代至第八代,通过CSTBT结构、超薄晶圆、分段门极与深层缓冲层等多项技术优化,显著降低导通与开关损耗,同时提升器件可靠性。该代产品还采用双段门极设计,以优化dv/dt与di/dt性能,满足电机驱动与新能源发电等多场景需求。
在碳化硅领域,公司已推出第四代沟槽栅SiC-MOSFET,具有高栅极可靠性和低比导通电阻(Ron,sp)等优势。通过优化沟槽底部电场缓解层、侧壁P-well结构及JFET掺杂设计,Ron,sp较传统平面栅结构降低超过50%。公司计划每两年推出一代新型SiC器件,以保持技术领先。
SiC技术突破:性能提升与电压扩展
此次发布的SiC-MOSFET在结构与性能上取得显著进展。第四代沟槽栅设计不仅提升了栅极可靠性,还通过倾斜离子注入实现沟槽侧壁P型掺杂,有效降低Crss电容与开关损耗。同时,高浓度n+掺杂结构减少了JFET效应与导通电阻。
针对双极退化问题,公司提出两种解决方案:在中低压应用中,采用质子注入层,使寄生体二极管的耐电流能力提升至传统方案的1.67倍;在高压领域,则引入SBD嵌入式结构,不仅使芯片面积减少54%,还彻底消除了退化风险。
未来,公司计划在2028年推出第五代、2030年推出第六代SiC-MOSFET,并将电压等级从目前的1.7kV和3.3kV扩展至2.5kV和6.5kV,以满足新能源发电与高压输配电等高端需求。
新品发布:模块化方案推动应用升级
三菱电机在此次展会上集中推出了多款面向不同应用的功率半导体模块,涵盖住宅与工业变频、新能源发电、电动汽车与高压输电等领域。产品线包括Compact DIPIPMTM、SiC SLIMDIP、第八代IGBT LV100模块、J3系列SiC模块,以及Unifull系列SBD嵌入式SiC模块。这些模块以高效、低损耗和高可靠性为特点,为各行业提供差异化解决方案。
- Compact DIPIPMTM模块:面向变频空调与工业应用,提供30A/600V与50A/600V规格,模块体积缩小至Mini DIPIPM的53%,并新增桥臂短路保护功能,有助于简化逆变器设计。
- SiC SLIMDIP模块:用于住宅空调,提供全SiC与SiC+Si RC-IGBT并联两种配置,分别可实现约79%与47%的损耗降低。该模块与现有Si基封装兼容,便于客户升级。
- 第八代IGBT LV100模块:在标准封装下,电流等级从第7代1200A提升至1800A,输出功率提升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,提供多种配置,包括紧凑型压注模封装的J3-T-PM模块以及标准化SiC芯片,以满足150–300kW主驱需求。
- Unifull系列SBD嵌入式SiC模块:额定电压3.3kV、电流200–800A,芯片面积减少54%,开关损耗降低58%,已应用于全球HVDC输电与轨道交通系统。
这些模块不仅推动功率半导体产品向更高性能、更低损耗方向演进,也为全球能源转型提供了坚实的器件支撑。
未来布局:高压扩展与全球产能扩张
未来几年,三菱电机将继续加大在碳化硅及其他宽禁带半导体材料领域的投入,并逐步推进SiC器件的电压等级扩展,从1.7kV至2.5kV,3.3kV至6.5kV,以满足固态变压器(SST/PET)与高压直流输电(HVDC)等高压应用需求。
同时,公司计划于2025年11月投产8英寸SiC晶圆厂,2026年10月完成福冈模块组装与检测工厂建设,以提升产能与制造效率,满足全球市场对高性能功率器件日益增长的需求。
在硅基技术方面,三菱电机也将推进第九代IGBT研发,探索多栅极与双面控制等创新结构,持续挑战性能极限。
通过在功率半导体领域的持续投入与创新,三菱电机正携手全球合作伙伴,共同推动行业向更高效、更绿色与更智能方向发展,助力全球能源转型与可持续发展目标的实现。