东芝半导体屈兴国：加速SiC/GaN开发 车载工控领域将是发力方向

　　集微网11月9日报道(记者 张轶群)大功率半导体器件作为电力电子领域的核心元器件具有非常高的技术含量，在这个领域，东芝一直凭借创新的技术独步天下。在日前上海举行的进博会上，东芝半导体集中展示了大功率半导体方面的创新产品，以及在节能减排、绿色能源方面的优势。

　　东芝电子元件(上海)有限公司分立器件战略业务企划统括部经理屈兴国

　　会议期间，东芝电子元件(上海)有限公司分立器件战略业务企划统括部经理屈兴国接受了集微网的采访，就目前东芝半导体业务方面的进展进行了介绍，并就产能供应，IGBT、SiC、GaN等技术发展趋势发表了看法。

　　屈兴国表示，在MOSFET和IGBT的基础上，东芝在加速碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等化合物半导体的开发，构建更广泛的产品线，车载和工控市场将是东芝半导体发力的领域。

　　“中国是东芝最重要的海外市场，有巨大的成长空间。东芝希望坚持差异化的产品方向，推出更好的产品满足市场需求，同时为节能减排和碳中和做出贡献。”屈兴国说。

　　IGBT向大电流高电压演进

　　功率器件又称为电力电子器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件，几乎用于所有的电子制造业。此外，除了保证这些设备的正常运行以外，功率器件还能起到有效的节能作用。是在电力系统和电气工程中的重要组成部分。

　　作为全球功率器件领域的重要供应商，东芝一直专注于MOSFET，特别是低压MOSFET及IGBT的开发。

　　20世纪90年代末，东芝基于注入增强的技术注册了专用名称IEGT(栅极注入增强型晶体管)，成为其独有的IGBT标签，并研发出了除业界传统的PMI模块封装外的PPI封装技术，具有高可靠性、大功率密度和优异的防爆性能，方便接压使用和器件串联等优势。

　　得益于在IGBT方面的技术优势，东芝的IEGT产品在大功率的风电和工业驱动等市场受到青睐。在国内市场，则在电网的建设中发挥了重要作用。

　　屈兴国告诉集微网，目前IGBT主要的技术发展方向是大电流和高电压。

　　在大电流方面，目前东芝的量产器件是3000A的产品，正在开发5000A的产品，明年初会有样品问世。在高电压方面，目前东芝量产的器件主要是4500V的产品，现在正在开发6500V的IGBT，主要应用于海上风电、高压变频器等领域。

　　在车用IGBT方面，屈兴国表示，目前东芝已经同主要的新能源车企展开紧密合作。

　　产能紧张明年Q3或缓解

　　对于目前行业普遍面临产能紧张问题，屈兴国给出了他的看法，他认为供应不足的主要原因是原材料8英寸晶圆的短缺，这种情况应该还会持续一段时间，至少将会持续到明年Q3。

　　为了更好应对市场需求，同时考虑到12英寸晶圆带来的成本降低等因素，东芝已开始投入12英寸(300mm)晶圆的芯片全新产线的建设，预计在2023年正式投产，率先从低压MOS产品线开始。另据3月份日本媒体的报道，新厂建成后，可将东芝功率半导体器件的产能提高20%。

　　据屈兴国介绍，目前东芝半导体业务的所有芯片设计、开发、生产都在日本完成。封装部分按照不同的产品线，则由日本、马来西亚、泰国和中国的代工厂商支持，比如TO247、TO220等功率MOS管的封装是和全球的封装代工厂日月光合作，比如DPAK、D2PAK等贴片封装主要和上海的一家封装公司合作，而其中车载产品的封装产线均在日本。

　　“东芝在代工方面的合作和其他公司还是有些差异，如东芝即使是代工业务，也还是会派人去现场支持，并不是像甩手掌柜一样，什么都不管，当出现问题时，东芝会帮助客户一起解决问题，所以即使帮东芝代工，也是能学到技术而共同成长的。”屈兴国说。

　　加速SiC/GaN开发

　　在MOSFET和IGBT的基础上，近年来，东芝也在加速碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等化合物半导体的开发，构建更广泛的产品线。

　　据屈兴国介绍，目前东芝的碳化硅单管二极管和MOSFET产品已经量产，在一些高效电源、新能源领域中得到应用。产品是3300V/800A/双管模块，代表东芝在碳化硅领域的技术水平，应用于牵引、电力机车等大型轨道交通领域，在中国市场，如电力电子变压器等领域也存在潜在需求，

　　“碳化硅主要的性能优势是降低损耗，提高频率，虽然价格较贵，但系统设计时，可以提高开关频率，从而缩小后端变压器的体积，以及减小散热器的尺寸，所以虽然功率器件成本高了，但对整个系统成本而言还是能体现出优势，尤其是对于一些有小型化需求的应用，还是非常好的选择。”屈兴国表示。

　　屈兴国介绍，目前在电网的中低压直流配电项目上，也存在一定机会，客户也正在测试东芝的产品。他认为，在以新能源为主体的新型电力系统中，光伏等直流型分布式电源的分散接入，充电桩、大型数据中心等新基建负荷的不断增长，电能供给侧、配送侧、消费侧的直流化特征日益明显。

　　“实际的案例如苏州的吴江中低压直流配网工程，设备采用直流供电，可逐步省去多级中间变换环节提升效率，其中就使用了碳化硅模块。”屈兴国说。

　　构建差异化优势

　　在屈兴国看来，近几年国内的半导体发展得非常迅速，在价格上的竞争非常激烈，这种情况下，东芝只有走高端差异化的路线，在高电压、大功率器件方面才能发挥出自身的优势。

　　“3300V/800A/双管模块产品就是基于这样的思路诞生的，目前为止市场上达到相近性能规格的只有少数几家海外品牌厂家。”屈兴国说。

　　目前碳化硅器件大多用于轨道交通领域，同时在新能源汽车领域也有大量潜在需求，东芝的碳化硅产品在车用领域有何规划?

　　屈兴国表示，东芝的风格一贯比较谨慎，目前的碳化硅产品仍将主要应用于工业领域，但观察到中国市场新能源汽车对碳化硅的需求，东芝已在考虑碳化硅在车上的应用，重点将是1200伏的碳化硅产品。

　　“东芝的开发思路往往是根据客户的具体需求而定向开发。如有具体的客户，按照客户的需求去开发产品，待产品量产成熟后，再全面推广，在日本国内有成功案例后，再规划中国市场。”屈兴国表示。

　　此外，据屈兴国介绍，氮化镓也是东芝一直关注的市场，但目前还在谨慎地推广中。

　　屈兴国认为，东芝的半导体业务中，中国是仅次于日本的重要市场。功率半导体未来将会在车载和工控这两个市场发挥重要的作用，这也将是东芝半导体未来的发力方向。(校对/Humphrey)