环境问题让功率半导体备受瞩目

2007-10-19 09:19:18来源: 日经BP社

为防止全球变暖而制定的国际条约——《京都议定书》的第1承诺期(2008~2012年)已近在咫尺。为了履行其决定的二氧化碳减排,减少能源消耗量必不可少,为此在元件领域,节能技术的开发引起人们的注意。“功率半导体”为其中的焦点。

功率半导体应用于汽车(混合动力车)的电力转换部分、空调等家电产品的马达控制部分。以空调为例,使用功率半导体进行变频控制能够精密地改变马达的旋转速度,与以一定的旋转速度进行开关控制相比,耗电量可减少约70%。功率模块(集成了功率半导体)大型厂商三菱电机估算,仅日本生产的空调,通过变频控制获得的节能总量就达110万kW,“相当于一座标准核电站”(三菱电机高级常务执行董事半导体元件业务本部长长山安治)。

在此之前,功率模块的全球市场规模一直以10%的年增长率稳步扩大,随着与环境问题密切相关的节能意识的加强,今后增长率有望进一步提高。在节能家电产品尚未普及的BRICs(巴西、俄罗斯、印度、中国)地区,发展将尤为迅速(例如中国空调的变频化率仅为3~4%)。三菱电机表示,“将在中长期把海外销售比例提高到50%”(长山)。

目前功率半导体的主流是使用硅材料的IGBT(绝缘双极晶体管模块)元件,IGBT元件的性能从1985年开始逐渐得到改善,目前已经进入了第5代。1~2年后问世的第6代预计将成为硅元件的顶峰,其后将有待于耐压能力为硅元件10倍、热传导率为硅元件3倍的SiC元件。但是在目前,用于替代硅IGBT元件的SiC元件还没有实用化的计划。这是因为目前还没有厂商能够以低成本提供低缺陷密度的SiC底板。美国Cree是目前最热门的供应商候选。能否彻底改变美国厂商主导的局面,将是对日本厂商快速开发能力的一次考验。

关键字:旋转  变频  开关  模块

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