東芝半導體將加快開發下一代功率器件及SiC和GaN第三代半導體

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。

據東芝電子元件（上海）有限公司分立器件應用技術部門高級經理屈興國介紹，從2022年開始，東芝半導體的300毫米晶圓生產線的產品開始出貨。2023年，又增加了LVMOS系列產品的數量，以填補高端產品的產能增加。未來，東芝半導體將繼續開發新產品，同時應對車載產品。

▊在車載領域

東芝半導體開始批量生產用于48V電池的采用L-TOGLTM封裝的80V LVMOS，以及安裝面積減少55%（與我們現有的產品相比）的采用S-TOGLTM封裝的40V LVMOS。此外，還開始提供原創封裝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%。

▊在工業領域

東芝半導體開始批量生產采用TO-247-4L（X）封裝的第三代SiC MOSFET（1200V/650V）和SiC SBD（650V），并將于2024年發布表面貼裝產品SiC MOSFET (650V)和SiC SBD(1200V)。對于GaN，東芝半導體已經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。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。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。用于海上風電和輸電的6.5kV PPI（壓接式IGBT）樣品開始發貨，計劃于2026年左右批量生產?！坝捎谶@些應用需要驅動電路和隔離驅動電路，我們打算將這種模擬IC引入市場，并向市場提出解決方案?！鼻d國表示。

中國新能源汽車市場正在高水平增長，預計市場將繼續增長。針對這一市場，東芝半導體將開發碳化硅 MOSFET、硅IGBT，并擴大裸片和模塊的銷售。在工業電源市場中，隨著基站電源需求的增加以及數據中心等服務器增加48V電源的技術趨勢，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的最新一代產品以來滿足這些需求。

屈興國表示，在電力需求持續擴大的中國，包括海上風電在內的輸電采用高壓直流輸電（HVDC）。東芝半導體已經開始批量生產低損耗4.5kV PPI，并在開發高壓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之一，我們于2022年開始在300mm晶圓線上生產功率器件，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?！?/p>

在所有新能源市場中，東芝半導體認為轉換效率至關重要，技術發展和成本之間的平衡是關鍵。因此，東芝半導體將加快開發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多年的業績記錄，最優先的是廣泛用于汽車、工業和其他應用的低壓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，這將有助于實現碳中和?！鼻d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%的增長率繼續擴張。東芝半導體在功率器件上投入了巨大的研發和投資資源，以提供更高效的產品。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，東芝半導體已經開發出用于電氣鐵路應用的高質量SiC MOSFET。因為這種SiC MOSFET具有內置的SBD，所以可以抑制晶體缺陷的增長。目前，第三代SiC MOSFET已經為該行業批量生產。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參考板實現了高效和低振鈴工作。

審核編輯：劉清