2023年,東芝半導體的功率器件銷售額估計約為1000億日元,其中35%用于汽車市場,20%用于工業(yè)市場。目前,東芝半導體在全球MOSFET市場上排名第四,而東芝半導體的目標是排名第三。
據(jù)東芝電子元件(上海)有限公司分立器件應用技術(shù)部門高級經(jīng)理屈興國介紹,從2022年開始,東芝半導體的300毫米晶圓生產(chǎn)線的產(chǎn)品開始出貨。2023年,又增加了LVMOS系列產(chǎn)品的數(shù)量,以填補高端產(chǎn)品的產(chǎn)能增加。未來,東芝半導體將繼續(xù)開發(fā)新產(chǎn)品,同時應對車載產(chǎn)品。
▊在車載領(lǐng)域
東芝半導體開始批量生產(chǎn)用于48V電池的采用L-TOGLTM封裝的80V LVMOS,以及安裝面積減少55%(與我們現(xiàn)有的產(chǎn)品相比)的采用S-TOGLTM封裝的40V LVMOS。此外,還開始提供原創(chuàng)封裝SOF Dual(WF)的樣品,與兩個5mmx6mm的封裝相比,它可以將安裝面積減少25%。
▊在工業(yè)領(lǐng)域
東芝半導體開始批量生產(chǎn)采用TO-247-4L(X)封裝的第三代SiC MOSFET(1200V/650V)和SiC SBD(650V),并將于2024年發(fā)布表面貼裝產(chǎn)品SiC MOSFET (650V)和SiC SBD(1200V)。對于GaN,東芝半導體已經(jīng)通過服務器電源參考模型確認了其高效率的成果,并在未來加速開發(fā)。對于硅器件,東芝半導體正在擴大帶有高速體二極管的650V SJMOS和150V LVMOS產(chǎn)品線。
對于大功率應用,6.5kV PPI(壓接式IGBT)已開始提供樣品,計劃在2026年左右進行批量生產(chǎn)。此外,在2023年5月德國PCIM展會上推出了用于大型太陽能應用的2.2kV SiC MOS半橋模塊,已于8月開始批量生產(chǎn)。用于海上風電和輸電的6.5kV PPI(壓接式IGBT)樣品開始發(fā)貨,計劃于2026年左右批量生產(chǎn)?!坝捎谶@些應用需要驅(qū)動電路和隔離驅(qū)動電路,我們打算將這種模擬IC引入市場,并向市場提出解決方案。”屈興國表示。
中國新能源汽車市場正在高水平增長,預計市場將繼續(xù)增長。針對這一市場,東芝半導體將開發(fā)碳化硅 MOSFET、硅IGBT,并擴大裸片和模塊的銷售。在工業(yè)電源市場中,隨著基站電源需求的增加以及數(shù)據(jù)中心等服務器增加48V電源的技術(shù)趨勢,對80V、150V LVMOS的需求正在增加。因此,東芝半導體的第10代LVMOS已經(jīng)在對應這個需求。此外,電動汽車充電站和光伏逆變器對650V Si SJMOS、650V和1200V SiC MOS的需求也在增加,東芝半導體也在開發(fā)的最新一代產(chǎn)品以來滿足這些需求。
屈興國表示,在電力需求持續(xù)擴大的中國,包括海上風電在內(nèi)的輸電采用高壓直流輸電(HVDC)。東芝半導體已經(jīng)開始批量生產(chǎn)低損耗4.5kV PPI,并在開發(fā)高壓6.5kV PPI以滿足中國客戶的需求。
近年來,隨著新能源市場規(guī)模的不斷壯大,東芝半導體也在不斷加碼這一市場。屈興國坦言,“供應能力是我們面臨的挑戰(zhàn)之一,我們于2022年開始在300mm晶圓線上生產(chǎn)功率器件,并在日本加賀建造一個新的300mm晶圓廠,預計2024年秋季開始批量生產(chǎn)?!?/p>
在所有新能源市場中,東芝半導體認為轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要,技術(shù)發(fā)展和成本之間的平衡是關(guān)鍵。因此,東芝半導體將加快開發(fā)功耗更低的下一代功率器件以及SiC和GaN等第三代半導體,并在盡早推出。
“東芝半導體在功率器件市場有50多年的業(yè)績記錄,最優(yōu)先的是廣泛用于汽車、工業(yè)和其他應用的低壓MOSFET,還有高壓器件,包括IGBT。我們目前正在加快SiC和GaN等復合功率器件的開發(fā),這將有助于實現(xiàn)碳中和。”屈興國表示。
電動汽車是功率半導體廠商的必爭之地,市場競爭非常激烈。東芝半導體也十分看重這一市場的前景,并預計該市場將以每年約15%的增長率繼續(xù)擴張。東芝半導體在功率器件上投入了巨大的研發(fā)和投資資源,以提供更高效的產(chǎn)品。目前,東芝半導體專注于汽車市場上的MOSFET,并正在努力推廣用于逆變器和車載充電器應用的SiC功率器件,并繼續(xù)與潛在客戶進行討論,預計在2025年左右進入市場。東芝半導體認為GaN功率器件可能非常適合OBC應用。
在屈興國看來,SiC有望在汽車牽引逆變器和車載充電器(OBC)等應用中快速增長,東芝半導體已經(jīng)開發(fā)出用于電氣鐵路應用的高質(zhì)量SiC MOSFET。因為這種SiC MOSFET具有內(nèi)置的SBD,所以可以抑制晶體缺陷的增長。目前,第三代SiC MOSFET已經(jīng)為該行業(yè)批量生產(chǎn)。GaN是從利用高效大功率密度的服務器應用為車載應用開發(fā)的,通過使用650V樣品和原始控制電路,東芝半導體確認了針對服務器電源應用的圖騰柱PFC,全橋DC-DC參考板實現(xiàn)了高效和低振鈴工作。
審核編輯:劉清
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原文標題:東芝半導體:轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要,加速開發(fā)第三代半導體
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