从PCIM展，看东芝眼中的功率器件市场热点

虽说电子产业还处在下行通道内，但这样的市场环境下，仍然有一些势头很不错的企业，比如说东芝（Toshiba）。从东芝的FY2023 Q1（截至2023年6月）季报来看，这家公司季度营收（净销售额）7041亿日元，其中电子器件与存储解决方案（Electronic Devices & Storage Solutions）营收1719亿日元。

虽然这个值同比有大约5%的下滑，但这个业务大方向又分成了半导体（Semiconductors）与HDD和其他。这里面HDD机械硬盘的市场大趋势是在下行的，而前者半导体业务营收1082亿日元，同比增长了约18%。

在PCIM Asia（上海国际电力元件、可再生能源管理展览会）展会现场，东芝电子元件（上海）有限公司分立器件技术部1部副总监屈兴国告诉我们，东芝的半导体业务中，分立器件是很重要的营收来源。东芝的分立器件产品主要包括功率器件、隔离器件、小信号器件。功率器件应当是其中，东芝发展策略的核心。东芝在PCIM Asia上展示的重点就是功率器件。

我们从东芝的财报里，很难看出这家公司对哪些应用市场更为看好。不过去年的年报里，东芝自己对于电子器件与存储解决方案业务整体都是看好的，预测了2023财年该业务的营收增长。从东芝展位的展示来看，关注点自然还是在汽车、新能源（包括光伏、储能、充电等）、牵引之类的市场，“还有很多，比如家电，比如特种电源之类的小众市场”，屈兴国说这都是东芝的市场机会。

“东芝的功率器件包括了高低压MOS管、IGBT/IEGT、IPD、二极管、碳化硅和氮化镓器件等等。”这次PCIM Asia展会上，东芝主要展示的产品包括知名的IEGT大功率器件、SiC MOSFET单管与模块、IPD智能功率器件、高低压MOSFET等。我们来大致浏览一下这次东芝的展示，从中也能了解东芝眼中的功率半导体市场热点在哪儿。

△ 这是我们在去年进博会期间就见过的大功率器件IEGT（Injection Enhanced Gate Transistor），面向大功率场景，中文名栅极注入增强型晶体管。一般我们将IEGT理解为一种改良型的IGBT。适用于发电、输配电、牵引等市场。

此前东芝曾向我们介绍，东芝在将IGBT器件从低压往高压做生产设计的过程中，发现做高电压的IGBT器件芯片越来越厚，导通损耗越来越大，所以东芝引入了IEGT技术。实际上这种技术是东芝1993年就取得了生产专利的。

“90年代初，我们通过这项技术把饱和压降做得更低，注册了专利名称叫IEGT。”屈兴国这次在介绍IEGT时说，“当时用注入增强型技术就能把压降做得很小。也是现在大家的策略方向。东芝在这方面量产得很早。”

△ 值得一提的是，被剖开看到内部的这张图——展示的主要是压接式封装IEGT（PPI）。“上下铜板把芯片压在一起，称之为压接型。”屈兴国介绍说，“这是纯压接的，所以没有binding线，可实现更高的可靠性。” 

△ 东芝介绍中提到，压接式封装IEGT“内部采用电流、电压均等分布的排列方式，装有多个IEGT芯片”，除了屈兴国提到的无引线键合实现高可靠性，还包括“可双面散热压接方式实现高散热性”；“便于多颗器件串联应用”——屈兴国告诉我们其“上面是发射极，下面是集电极，串联时候就可以类似于一个个摞起来”；另外有“采用陶瓷外壳封装的高防爆结构”。

不过上面两张图中的两个“圆盘”并非相同产品，剖开的那款是4500V，而第一张图更厚的是6500V耐压产品。“你看稍微厚一点的那款周围有4圈，耐压更高，6500V 2000A最大额定值，是我们最新的产品。”屈兴国介绍说，“现在市场上的急需产品。”

△ “IEGT对有些新客户来讲比较陌生，他们可能并不知道怎么用。所以我们做了这样一个演示，将两个器件通过压接装置，压在一起。”屈兴国说，“这样客户拿到之后就可以直接去测试和评估器件性能。我们期望借此能缩短客户的开发周期。”

东芝在资料中提到，这是东芝与第三方联合开发的压接组件，“是半桥拓扑的子单元，采用2颗ST2000GXH32（4.5KV/2KA/内置二极管的压接式封装）IEGT”，适用于新客户做双脉冲测试。

△ 东芝展示的12英寸晶圆。屈兴国说包括IEGT在内的硅衬底芯片，目前量产的还是以8英寸为主。“去年我们开始做12英寸晶圆产线，现在已开始小批量出货。12英寸晶圆首先还是做低压MOS，40-100V耐压产品线；后续逐步做高压MOS、IGBT等芯片。”

“两期工程全部完成以后，产能会达到以前的3.5倍。”去年我们从东芝了解到，东芝计划的12英寸产线：第一产线，是去年底在原厂房的基础上进行，目前已经顺利投入试生产；第二产线是全线的厂房内，计划于东芝的2024财年投产。

△ 东芝的智能功率模块IPD展示；这是个直流无刷控制方案。智能模块普遍是高集成度的，东芝在介绍中说“具备过流、过温、低电压的保护功能”；“新产品有贴片封装和直插封装可选”；

屈兴国补充说，东芝的IPD方案“类似于其他公司的IPM，可用于空调和室外的风机这样的应用。”

△ 车载分立器件产品相关展示。从介绍来看，东芝的车载分立器件覆盖到了电子助力转向、引擎/变速系统、HEV/EV应用、车载信息系统、刹车系统、车载空调系统和其他车身应用。

前述东芝的分立器件业务产品，包括功率器件、小信号器件、光半导体器件在车载应用上都有对应的产品。具体的比如功率MOSFET、IGBT、IPD、双极性晶体管、整流用二极管、光耦、光继电器、小信号MOSFET、开关用二极管、CMOS逻辑IC等。这部分市场对东芝而言应该还有巨大的发掘空间。

车载业务上，“我们正在把IGBT芯片推广给国内的模块厂家”。现阶段，东芝在中国，更多期望借助与国内企业合作谋求发展，可能包括寻求与国内企业成立合资公司，或者向下游国产模块厂商出售晶圆。实际上也已经有日企在这么做了。屈兴国说，尤其IGBT产品，东芝正在寻求与模块厂商合作的推进。

△ 东芝的6英寸SiC碳化硅晶圆——碳化硅也是本次东芝展示的重点。“我们相信新能源车的应用上，现在最大的市场亮点就是碳化硅。”屈兴国说，“我觉得1200V器件用于车载之后，碳化硅市场会看到真正的增长点，未来对碳化硅需求量会是非常大的。”

“光储充的芯片相对小，新能源车尤其主驱用到的芯片大，所以车用碳化硅市场应该是最大的。”“所以我觉得以后的碳化硅市场，重点还是新能源车。”另外“也有一些特殊应用”。

△东芝进入SiC MOSFET市场相比其他竞争对手是相对较晚的，而且似乎单管推的时间比模块也更晚。“虽然东芝做得晚，但我们在技术上肯定是有优势的，毕竟还是有技术积累。”屈兴国谈到SiC产品时特别提到，“东芝的SiC MOSFET里面内置了SBD”，“一般友商用的本体二极管；我们的产品，大电流走的是SBD，可以避免双极退化现象”。

此外，东芝的第3代SiC MOSFET相比第2代减少了80%的Ron x Qgd。“我们的第4代产品也在规划中，未来会进一步提高电流密度——这是个方向；另外2025年东芝的车载SiC也会推出。”

“东芝在包括工艺可靠性等各方面投入都更大，所以虽然推得晚一点，但在客户端测试上是赢得了认可的。”“现在这个时间点，我们会更多地让客户去测试我们的产品做Design-In，让客户真正体会到产品的优势。相信这样是能够说服客户去逐渐赢得市场的。”

△ 在SiC MOSFET模块产品上，屈兴国特别提到了一款2200V/250A的新品。屈兴国说这是基于市场需求推出的产品，“比如光伏行业母线电压1500V，选器件要是选1700V的，耐压不够，选3300V的又太浪费，所以我们推出了这样一款产品。”“今年年底会有样品提供，明年进入量产。”

东芝已有的SiC MOSFET模块产品主要包括1200V、1700V、3300V电压规格的不同型号。图中的这两款产品是已经量产了的，“主要应用于牵引市场”。