三菱电机创立于1921年,是全球知名的综合性企业集团。在最新的《财富》500强排名中,名列第196位。作为一家技术主导型的企业,三菱电机拥有多项领先技术,并凭借强大的技术实力和良好的企业信誉在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据着重要的地位。根据IMS调研公司发布的数据,三菱电机IGBT模块和IPM模块的市场占有率是全球第一。在慕尼黑(上海)电子展上,本刊记者有幸采访了三菱半导体产品掌门人——三菱电机常务执行董事、半导体事业本部总经理长山安治先生。
记者:作为三菱半导体产品掌门人,您能简单介绍一下三菱电机半导体产品吗?
长山安治先生:三菱电机半导体产品包括三菱功率模块(IGBT、IPM、DIP-IPM、HVIGBT、MOSFET等)、三菱微波/射频和高频光器件、光模块等产品,其中三菱功率模块在电机控制、电源和白色家电的应用中有助于您实现变频、节能和环保的需求;而三菱系列光器件和光模块产品将为您在各种模拟/数字通讯、有线/无线通讯等应用中提供解决方案。
三菱电机务执行董事、半导体事业本部总经理长山安治先生
功率半导体主要注重四大方面的市场:工业类、民用类、电力机车和电力用变频器、电动汽车类。众所周知,以上四个市场在全球范围内有较快的成长,三菱电机的增长率超过世界平均增长率。特别是中国工业和消费用的变频器市场的迅速发展,我们把工作重点放在中国市场,通过促进销售和良好应用技术的服务,争取取得更高的市场占有率。
记者:此次参展,三菱电机带来了哪些工业用半导体产品?
长山安治先生:我们认为中国的工业变频器和伺服电机市场潜力巨大,会成为和日本一样的高成长产业,我们正在生产符合中国市场、用户需求的产品。作为工业变频器类产品,本次展出了四种系列IGBT产品:NF系列、A系列、NX系列和用于电焊机的NFM系列。为了满足各种客户的需要,我们开发了性价比高的NX系列IGBT模块,这种模块采用同一封装平台,可以根据客户需求变化设计,从而为客户减短工期、降低成本。
对于伺服电机驱动,现有的产品是L系列IPM,最近我们推出了具有高度控制性能的第五代L1系列IPM产品,在控制应用功能方面更加完善,同时推出适用于电焊机和工业缝纫机的产品。L1系列IPM,其将硅片温度传感器设置在IGBT硅片正中央处,实现了更加精确迅速的硅片温度检测。该系列IPM采用全栅型CSTBTTM硅片技术,具有比L系列IPM更低的损耗以及更加优化的VCE与Eoff折衷曲线。L1系列智能功率模块主端子有针脚型和螺丝型两种形式,同样电流电压等级的L1系列IPM与L系列IPM的封装完全兼容。此外,L1系列IPM还首次开发了25A/1200V和50A/600V的小封装产品以满足客户节约成本的需求。
记者:三菱电机如何看待大功率IPM在伺服驱动器上运用?
长山安治先生:IPM这一词汇是由三菱电机公司率先提出的,三菱电机早在1992年用IGBT作为功率开关器件集成最早的智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM)。在伺服领域,2003年开始推出L系列的IPM,主要应用在工业机器的电力控制系统中,其耐压为600V的产品功率可达55千瓦,耐压为1200V的产品功率可达75千瓦。
三菱电机的IPM具有体积小、开关速度快、功耗低、抗干扰能力强、无须防静电措施等优点,大大缩短了客户项目开发周期。但IPM不同于IGBT,IPM有控制电路,其IPM不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起,而且还内藏有欠电压、短路和过温等故障检测电路,并可将故障检测信号输出到控制单元。由于有控制电路的限制,开发大电流、高电压的IPM模块就比较难。但是由于有了控制电路,客户应用设计比较方便,而且产品的稳定性也有提升。
记者:三菱电机功率模块在变频器上运用,与竞争对手相比有哪些优势?在这些功率模块上使用了哪些新技术?
长山安治先生:第一,功率半导体用户比较注重损耗和散热两个方面,为满足客户对低损耗和高散热性的需求,我们使用CSTBTTM技术,主要目的是为了降低开关损耗、饱和压降,实现低损耗、高散热性和稳定性。第二,在产业用户上更加注重稳定性。与其他竞争对手相比,三菱电机的功率模块具有低损耗、高散热性和高可靠性的优势。第三,三菱电机不仅开发功率模块的硅片而且还做封装,我们对客户服务是全程性的、灵活性的。
记者:民用半导体产品一直是三菱电机的优势产品,此次展会,有哪些重点产品推荐?
长山安治先生:中国的家电市场庞大,针对此类市场,三菱电机作为业界的先驱,早在1997年就开发了用于白色家电和工业用电机的变频驱动的DIP-IPM。以前的功率模块是采用盒式(Case Type)封装,我们首次采用压注模封装技术。工业类和消费类半导体产品有些区别,工业类产品更注重稳定性和性能,而消费类产品更注重的是成本。2004年以来,DIP-IPM模块的开发致力于小型化、低热阻化以及完全无铅化,并已开发出第四代DIP-IPM产品。
在这次会展上,展出的第四代DIP-IPM,增加了新开发的搭载RC-IGBT硅片的额定电流为3A的DIP-IPM,从而使第四代DIP-IPM系列产品更加丰富。该DIP-IPM具有很高的性价比,具体讲我们采用了低损耗IGBT硅片、散热性好的新材料和新封装技术以实现DIP-IPM小型化。
这次我们还推出了适用于电力机车牵引的半导体产品HVIGBT模块,它用于日本新干线上,日本新干线的电压可达6500V,这个产品也可用于中国的高速铁路、地铁等电力机车方面。
记者:面对全球性节能环保趋势,三菱电机关注的焦点是什么,未来有哪些技术完成环保的要求?
长山安治先生:节能环保是一世界性课题,我们认为节能和环保是未来的发展方向,众所周知,《京都议定书》已经签署,下一步将讨论各国的执行情况。三菱电机也在环保方面努力,随着变频器在世界上普遍使用率的提高,我们在不断开发新的变频器用功率模块,以满足节能环保的需求。
中国政府领导人也多次表示要加强节能环保工作,随着中国会加大对工业设备的投入,从节省能源的角度讲,变频器市场的需求潜能将是无限的,对此,三菱电机将给予积极的配合。
现在一般的电力都是通过火力发电,当然在环保角度,可使用原子能、太阳能、风能,我们的功率模块MPD系列也可用于太阳能和风能发电设备。未来也准备和中国本土企业合作,打开太阳能和风能发电功率模块市场。我们已经在向欧洲、日本提供用于新能源的半导体产品,计划与更多的中国的客户研讨,听取意见,致力于生产满足中国客户需求的产品和应用技术而努力。
记者:三菱电机如何看工业半导体研发的主旋律?作为龙头企业,如何看待原材料价格上涨问题?
长山安治先生:主要是如何提高变频器系统的效率,开发对应的功率模块。为了追求IGBT硅片的低损耗,目前主要使用硅材料作为硅片材料,但我们感觉硅材料发展已到一定的极限,为此需要生产出一种新材料——碳化硅(SiC)取代。SiC材料开发已完成,相关技术研究也完成,但未量化生产。这涉及到具体的市场环境和成本问题。
此外,IGBT里就用到了铜,铜的国际价格也在上涨,我们也在想如何解决原材料价格上涨的问题。三菱电机主要思路是通过改善设计降低成本,主要是在提高硅片性能、选择使用那些价格适中的材料的问题。同时我们也注重提高员工的生产效率。我们沿着这条路线,提供性价比优越的产品。如我们这次展出的NX系列IGBT模块和第四代DIP-IPM系列两款产品,性能得到了提高,同时也降低了成本。
记者:三菱电机的大功率器件在全球市场占有率一直保持第一位,具体数据如何?市场占有率的第一位的原因何在?
长山安治先生:关于我们市场占有率,根据IMS调研公司发布的数据,三菱电机IGBT模块和IPM模块的市场占有率是全球第一,大约是第二名的两倍。根据对中国市场的调查,三菱电机除了有IGBT模块外,还有具有竞争力的DIP-IPM产品,因此我们认为三菱的领先优势在于此。
至于第一,我想主要有以几个原因,三菱电机作为业界的先驱,早在1979年就开始生产双极型的晶体管模块。35年前是没有IGBT技术的,主要是双极型晶体管功率半导体,随着行业的发展,衍生出IGBT技术。众所周知,耐压在600V 以上的IGBT模块和IPM模块,设计复杂,要求有能通过大电流的应用技术、能适应各种特殊用途,如果不懂应用技术就无法提供客户好的设计方案。功率器件涉及很多应用技术,三菱搜集市场上不同的需求,对此选择不同应用技术工程师提供不同的技术服务,能更好地理解并达到客户需求。为了能更好的理解中国用户的需求,我们雇佣了本土应用技术工程师。第二,要生产出好的功率模块,首先要解决的是半导体硅片。同样是在性能上,关于IGBT的性能主要是低损耗、散热快。因此我们开发了低损耗的硅片。第三个原因是三菱电机是一个研发能力很强的企业,半导体部门有自己的研发人员,同时我们还有一个独立的研究所专门从事基础研究,半导体研发人员和专门研究人员经常的交流。基础研究和应用研究,双管齐下,保持领先的研发能力,因为技术是永恒的推动力。
记者:三菱电机中国的情况如何,在中国市场上有哪些挑战和机遇,如何应对?
长山安治先生:现在中国的GDP增长保持在10%,中国对于功率半导体的需求也会大增,在工业用变频器、伺服电机方面也许会更快。中国现在大力发展交通基础设施,如电气机车、地铁、新干线等相继投入使用。对此我们认为HV-IGBT和HV-IPM两个系列产品在中国会有很大的市场。用于家电的DIP-IPM和用于风力发电的功率器件也会有很大的空间。中国的电动汽车行业的发展,将会带动功率器件的市场需求,三菱电机在10年前已向日本电动汽车行业提供功率半导体。未来我们将在以上几个方面加大投入,把市场做大。
同时我们将进一步扩大在中国的销售网络、拓宽销售渠道,目前在中国已有北京、上海、广州、香港、青岛、成都、武汉七个销售网点,而沈阳将是三菱继续开拓的销售网点之一,销售网络的增长可以使我们为客户近距离服务,以便满足更多客户的不同需求。
后记:
日前中国市场发展迅猛,作为全世界最大的电子市场,中国日益受到众多国际半导体企业的重视。三菱电机亦十分重视其在中国的发展。三菱电机机电(上海)有限公司半导体事业部长谷口丰聪先生说:“近年来,电力电子技术正朝大容量、高频化、模块化及智能化的方向迅速发展,以提高装置的功率密度,降低噪音,减小能耗和原材料消耗。三菱电机在这种趋势下,以为客户“增值”为导向,协助客户提高产品性能和系统可靠性。”三菱电机的“增值”在于对用户应用的需求和优势产品的良好结合,在这一点上,三菱电机提供给客户的不是简单的产品,更多地是综合服务。“我们将致力引入领先的技术及适合不同领域的优秀解决方案,协助客户面对越来越激烈的市场竞争。” 长山安治先生说。
三菱电机常务执行董事、半导体事业本部总经理 长山安治简介
长山安治先生为现任三菱电机常务执行董事、半导体事业本部总经理。长山安治先生于1983年在大阪大学获得工学博士学位。他于1975年加入三菱电机至今,长时间在半导体部门工作,初期担任半导体生产管理部企划经理及系统LSI部西条厂厂长,至2002年时晋升为功率器件制造部部长,成绩彪炳,至2005年升任常务执行董事兼半导体事业本部本部长,2007年被委为高级常务执行董事兼半导体事业本部本部长。