截至2017年，我國電動(dòng)汽車,、新能源汽車銷售量已達(dá)到77萬輛,，保有量超過160萬輛，占世界的半壁江山,。2017年主要新能源車企的銷量排名中，比亞迪和北汽超過特斯拉和寶馬，分別位居第一和第二,，并且前20名家企業(yè)中，中國就有10家,。業(yè)界一致認(rèn)為,，電動(dòng)化、智能化,、網(wǎng)聯(lián)化,、輕量化構(gòu)成了未來汽車的發(fā)展方向，電動(dòng)化平臺(tái)更是汽車新技術(shù)的基礎(chǔ),。

IGBT作為新能源汽車動(dòng)力,、電源系統(tǒng)中的核心器件，未來市場潛力巨大,，各路新新企業(yè)紛紛涌入,，而在IGBT領(lǐng)域具有領(lǐng)導(dǎo)地位的三菱電機(jī)自然不會(huì)放過這塊市場,，未來將加大其在汽車領(lǐng)域應(yīng)用。

在2018新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展論壇期間,，大中國區(qū)三菱電機(jī)半導(dǎo)體功率器件應(yīng)用技術(shù)中心高級(jí)經(jīng)理何洪濤先生接受了《電子技術(shù)應(yīng)用》記著采訪,，分析介紹了電動(dòng)汽車對(duì)IGBT模塊的要求，以及三菱電機(jī)的應(yīng)對(duì)措施,，并分享了三菱電機(jī)在汽車級(jí)IGBT模塊的未來發(fā)展,。

大中國區(qū)三菱電機(jī)半導(dǎo)體功率器件應(yīng)用技術(shù)中心高級(jí)經(jīng)理 何洪濤先生

三菱電機(jī)IGBT史

三菱電機(jī)從事電動(dòng)汽車配套20多年，從最早的混合動(dòng)力開始,，豐田1997年推出普銳斯,，三菱就開始配套，至今三菱電機(jī)在機(jī)車配套總器件達(dá)到千萬級(jí),。之前是提供模塊,，近些年也有提供硅片的。三菱最早在日本主要提供客戶定制型的汽車級(jí)模塊,，基于在日本市場長期和汽車廠家的合作,，在四、五年前開始推出通用型的應(yīng)用于電動(dòng)汽車的IGBT模塊,。

目前三菱電機(jī)的IGBT模塊解決方案包括兩個(gè)系列：J系列和J1系列,。J系列TPM模塊采用了三菱電機(jī)獨(dú)有的壓注模式模塊封裝技術(shù)，是一種二合一IGBT模塊,，具有很高的可靠性,，適合汽車嚴(yán)酷的運(yùn)行對(duì)IGBT高強(qiáng)度的壽命密切相關(guān)的要求，有650V/300A和600A兩款產(chǎn)品,。J1系列EV PM采用了緊湊型Pin-fin結(jié)構(gòu)模塊封裝,，是一種六合一IGBT模塊，具有很高的功率密度,，有650V/1200V,、300A~1000A等數(shù)款產(chǎn)品，可覆蓋30kW~150kW的電機(jī)峰值功率要求,，這也是三菱電機(jī)在中國市場力推的一個(gè)系列,。

未來新能源汽車內(nèi)部功率單元的集成度將越來越高，IGBT作為核心器件,，其電流密度制約著整車的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。三菱電機(jī)J1系列EV PM是6in1模塊，通過改進(jìn)模塊內(nèi)部構(gòu)造和綁定線技術(shù)以及底板冷卻結(jié)構(gòu),，減小熱阻和封裝尺寸,，提高功率密度。

電動(dòng)汽車對(duì)功率模塊的要求

根據(jù)何洪濤先生的介紹，三菱電機(jī)主要針對(duì)應(yīng)用場合對(duì)器件的要求做設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)控制,，結(jié)合與其他整機(jī)廠家長期以來的合作,，總結(jié)出了電動(dòng)汽車對(duì)功率模塊的要求。

電動(dòng)汽車對(duì)功率模塊的要求

壽命問題,，相對(duì)工業(yè)品,，汽車級(jí)功率模塊面臨的工況更惡劣，而時(shí)間壽命一般有10年12萬公里的要求,。對(duì)應(yīng)的IGBT最主要的是兩個(gè)參數(shù)：功率循環(huán)次數(shù)和熱循環(huán)次數(shù)，三菱采用DLB技術(shù)提高功率循環(huán)壽命,，同時(shí)樹脂灌注封裝則可提高熱循環(huán)壽命,。

品質(zhì)可靠性含有兩層意思，一層是故障率的問題,，一層是運(yùn)行可靠性的問題,。三菱IGBT芯片級(jí)的溫度及電流傳感器，使得保護(hù)更及時(shí),、更可靠,。

緊湊型或者高功率密度即封裝的外觀、尺寸以及內(nèi)部的電流密度,，三菱目前推出的J1系列的產(chǎn)品采用六合一模塊,，實(shí)現(xiàn)超緊湊型封裝。

汽車還有其他的要求,，如節(jié)能性,、抗震性、易冷卻等,，三菱都有對(duì)應(yīng)的處理,。

四大特點(diǎn)應(yīng)對(duì)汽車應(yīng)用

第一，高可靠性,。設(shè)計(jì)理念和可靠性測試方面與傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域不同,，要求更高。具體在指標(biāo)上,，對(duì)于故障率,，工業(yè)品是100fit，車載級(jí)是10fit,。

第二,，直接端子綁定技術(shù)（DLB）。車載級(jí)的IGBT模塊使用DLB代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁綁定技術(shù),，增大硅片接觸面積,，熱力分布更均勻，降低硅片的峰值溫度，降低熱應(yīng)力,。沒有了傳統(tǒng)IGBT端子的兩個(gè)綁定點(diǎn)和焊接點(diǎn),，降低脫落的可能性，提高壽命期,。

第三,，車載的安全性。三菱結(jié)合IGBT保護(hù)的需要,，提供內(nèi)部應(yīng)有的條件,。IGBT保護(hù)主要是對(duì)電流和溫度的保護(hù)。傳統(tǒng)的一般短路保護(hù)是進(jìn)行退飽和保護(hù),、過溫保護(hù)是NTC檢測,，是利用一些IGBT的特性做的間接保護(hù)。通過測電壓間接反映電流,，一般的保護(hù),，當(dāng)真正保護(hù)的時(shí)候電流可能上到七八倍甚至是十倍，風(fēng)險(xiǎn)過大,。三菱電機(jī)是方案在硅片上集成溫度傳感器和發(fā)射極電流檢測,，實(shí)現(xiàn)快速、安全的過溫和短路檢測,。

第四,，高功率密度。與T-PM系列相比,，汽車級(jí)模塊尺寸大概降了70%,，重量減輕了40%，容量升了20%,。未來三菱會(huì)陸續(xù)開發(fā)一些新的技術(shù),，利用同樣的封裝，改一些材料,，增加它的散熱性能,，提高電流能力。另外借鑒現(xiàn)在新的材料,，比如碳化硅,，進(jìn)一步提高電流密度。

IGBT的發(fā)展趨勢

談到IGBT的發(fā)展趨勢,，何洪濤先生認(rèn)為主要在兩方面：一是ChiP,，還有封裝技術(shù)的發(fā)展。

隨著芯片的發(fā)展,，硅材料可能會(huì)被替代,，只是到什么時(shí)候被替代還要看市場發(fā)展，就眼前的發(fā)展來說會(huì)增加芯片的應(yīng)用。現(xiàn)在各廠家逐漸推出汽車上用的碳化硅,，在不久的將來會(huì)陸續(xù)推出,。

另外在封裝上如何與更多的廠家匹配，需要和整車廠充分交流,，要找到不同廠家共性的東西,，密切貼近具體的應(yīng)用市場。封裝的發(fā)展會(huì)和這個(gè)密切配合起來,，推出更適合市場,、競爭力更強(qiáng)的產(chǎn)品。目前的封裝可能會(huì)考慮雙面散熱,，因?yàn)殡p面散熱可以增加散熱效果,，電密度可以做得更高，當(dāng)然前提條件是要解決安裝問題,。

由于三菱電機(jī)之前多做客戶型，而今面向中國市場主推的是通用型,，按照中國市場的速度,，需要想辦法提高產(chǎn)量以滿足市場需求。據(jù)悉,，三菱工廠已經(jīng)在計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn),，不止是在中國，在歐美也會(huì)增加,，這些都在規(guī)劃中,。