三菱电机将SiC应用于空调,SiC MOSFET的量产时间提前

三菱电机将SiC应用于空调,SiC MOSFET的量产时间提前
2010/09/20 00:00

三菱电机造空调中嵌装的逆变器底板。红色虚线内为封装了SiC-SBD的逆变器模块
  三菱电机在将于2010年10月下旬推出的空调压缩机用逆变器中,采用了碳化硅(SiC)制造的肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)(图1)。三菱电机表示,采用SiC的功率半导体被面向普通消费者的产品采用,尚属“全球首次”。SiC的实用化将从消费类产品开始。



  此次之所以在消费类产品上采用,是三菱电机将2010年7月刚刚发布的SiC半导体量产期紧急提前的结果。该公司曾表示,SiC-SBD在2010年内将仅限于样品供货,量产要等到2011年。然而,此次该公司称,“福冈、尼崎、静冈营业所的开发成员一致表示‘那样太晚了’,于是首先在空调上嵌装了SiC-SBD”。

  从节能的角度来说,仅靠导入SiC-SBD,效果是有限的(图2)。“如果仅凭此次的SiC-SBD,逆变器只能减少约15%的耗电量,空调整体只能减少约2%的耗电量”(三菱电机)。要想实现更大的节能效果以及功率模块的大幅小型化,则必需将设备内的功率半导体全都改为SiC。为此,必需实现SiC MOSFET取代IGBT。


图1:最终,最终产品中嵌装了SiC-SBD
照片为在部分逆变器中采用了SiC-SBD的三菱电机空调“雾峰MoveEye MSZ-ZW系列产品”的部分机型。


图2:最初只是将二极管改为SiC造
图为空调中采用的逆变器模块内部状况及电路图。IGBT保持不变,将Si二极管改成了SiC-SBD。


  此次量产期之所以决定提前,目的似乎不在于节能效果,而在于激活SiC产业以及与其他厂商竞争。三菱电机表示,“SiC晶圆目前处于事实上被美国科锐(Cree)所垄断的状态。这导致SiC晶圆的价格居高不下。如果我们先行推进实用化的举动,能够激励起其他SiC晶圆厂商的行动,那么通过竞争,晶圆的价格肯定会急剧下降”。

  另一方面,日本罗姆已在SiC-SBD的量产方面先发制人。该公司于2010年4月便开始了SiC-SBD的量产。“日本罗姆量产SiC MOSFET指日可待”(某SiC开发相关人士)的传言也强烈刺激了SiC领域的人士。

  在此背景下,三菱电机宣布将量产期大幅提前的方针,表示要将此前定在2013~2014年度实现SiC MOSFET量产的目标,“希望能够提前2年以上”。三菱电机表现出了寸步不让的姿态:“我们将发挥拥有最终产品的优势,把这场与其他厂商的竞争大战打下去”。(记者:野泽 哲生)





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