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日本能否保住“功率半导体大国”之位?

2021/02/15

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半导体

       在纯电动汽车(EV)等的核心零部件“功率半导体”开发方面,日本企业正展开激烈竞争。与中韩企业具备优势的存储器不同,功率半导体的源头是面向电力企业的工业设备等技术。因此,东芝和三菱电机等日本重型电机设备企业掌握很高的全球份额。在此背景下,属于中型企业的富士电机也在高性能化竞争中显示出存在感。

 

       位于山梨县的富士电机功率半导体芯片生产工厂目前处于前所未有的繁忙状态。面向纯电动汽车和混合动力车的订单从日本国内外涌来,工厂维持满负荷运转状态。富士电机将在2023年度之前投入1200亿日元,以负责晶圆处理工序的山梨县工厂为中心,把产能提高至2019年度的1.5倍。该公司电子元件业务本部业务企划部长岛田高志表示,“仍具有增强产能的空间”,还考虑进行追加投资。

 

       富士电机在被称为IGBT的功率半导体领域具有优势。这是一种能高速切换开关的器件,用于逆变器等,被混合动力车和纯电动汽车所采用,富士电机在IGBT模块领域排在全球份额第3位。

 

富士电机的车载RC-IGBT模块

 

       在长野县的松本工厂,最新型“RC-IGBT”的开发正在推进。其特点是结合续流二极管(FreeWheel Diode)和IGBT这2种芯片。续流二极管用于释放关闭马达电源时瞬间产生的高压电流,防止电子零部件发生故障。RC-IGBT具备2种功能,能够减少面积和发热量。

 

       岛田高志表示,“只有本公司把面向纯电动汽车的RC-IGBT实现产品化”。如果这种产品的应用不断增加,有望促进纯电动汽车的进一步小型化和轻量化。

 

       功率半导体被比喻为纯电动汽车和工业设备等需要较多电力的设备的“肌肉”。这些设备需要将通过电池等获得的电力高效地转换为动力。承担这一功能的正是功率半导体。

 

       法国调查公司Yole Développement的统计显示,2019年全球功率半导体的市场规模换算成日元接近2万亿日元。预计到2025年将扩大至2.3万亿日元。德国英飞凌科技公司是最大的功率半导体企业,在全球拥有约2成份额。在日本企业中,三菱电机、富士电机、东芝和罗姆等跻身前十。

 

       日本企业为何在功率半导体领域具备优势呢?富士电机和东芝等一直在开发向电力企业供应的送配电设备和用于铁路车辆的马达及电力转换设备等。通过自主生产这些工业设备使用的功率半导体,在竞相推进节能的过程中,自主发展了功率半导体技术。

 

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