探索富士電機(jī)功率半導(dǎo)體的生存法則！
日期：
2018-09-12
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為了防止全球氣候變暖，減少二氧化碳的排放至關(guān)重要。以實現(xiàn)節(jié)能減排，綠色環(huán)保為目的，太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的發(fā)展和HEV，EV等汽車的電動化不斷推進(jìn)。在電力電子領(lǐng)域，作為核心器件的功率半導(dǎo)體，人們對于它的期待與需求日益高漲。目前，中國是全球最大的功率半導(dǎo)體市場，已占有超過1/3的份額。面對日趨競爭激烈的功率半導(dǎo)體市場，富士電機(jī)在國內(nèi)市場的份額近幾年始終保持高速增長，在工業(yè)和可再生能源領(lǐng)域牢牢占據(jù)第二的位置。為了進(jìn)一步了解富士電機(jī)半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)布局和未來規(guī)劃。本篇特別采訪了富士電機(jī)半導(dǎo)體營業(yè)技術(shù)統(tǒng)括部統(tǒng)括部長李俊先生。
Q：為了能夠讓讀者對富士電機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)部門有一個大概的了解，能否先請李俊部長先簡要介紹一下貴部門的情況呢？
A：在整個富士電機(jī)半導(dǎo)體部門中，技術(shù)部是連接事業(yè)部門與客戶，市場之間的紐帶。這個“紐帶”也是技術(shù)部的工作職責(zé)，個人覺得體現(xiàn)在三個方面：
1.加深客戶對富士產(chǎn)品的理解。每年我們會在各中心城市舉辦3-4次的富士電機(jī)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)研討會，邀請相關(guān)客戶，在關(guān)于新產(chǎn)品介紹，產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)等方面與大家進(jìn)行交流。
2.提供切實的應(yīng)用技術(shù)支持。我們提供包括客戶在開發(fā)階段的產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)支持，以及使用過程中發(fā)生問題時的技術(shù)對應(yīng)。
3.本土化的新產(chǎn)品開發(fā)提案。我們從客戶的視點出發(fā)，通過了解挖掘客戶與市場的需求，將市場的情況精準(zhǔn)地傳達(dá)給開發(fā)與生產(chǎn)部門，推出在中國市場上更有競爭力的本土化產(chǎn)品。
Q：就上述的“作為紐帶”的三個方面，不知是否有具體事例可以和我們分享？
A：在大多數(shù)情況下，國內(nèi)客戶的生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)境相對于日本是比較嚴(yán)格和惡劣的。因此同樣的模塊在國內(nèi)會出現(xiàn)水土不服的問題。在這樣的情況下，我們需要和客戶不斷溝通摸索，經(jīng)歷數(shù)月的現(xiàn)場排查，找到問題的癥結(jié)所在。
例如，我們的Small-IPM模塊，在國內(nèi)某知名空調(diào)廠商進(jìn)入量產(chǎn)之后，生產(chǎn)不良率偏高。經(jīng)過模塊本體的不良解析，發(fā)現(xiàn)信號輸入側(cè)的IC發(fā)生了過壓損壞。這種情況在客戶研發(fā)階段是沒有發(fā)生過的，因此我們判斷與生產(chǎn)流程和工藝有關(guān)。
多次現(xiàn)場調(diào)查之后，我們鎖定靜電過高導(dǎo)致問題的可能性最高，于是又通過再現(xiàn)實驗進(jìn)行了驗證確認(rèn)。確認(rèn)問題后，提高客戶產(chǎn)線防靜電水平自然是一個對策，但產(chǎn)線和操作人員的管理等都無法一簇而就，而且一家改善也不能杜絕其他廠商發(fā)生同樣的問題。
因此我們提出了增強(qiáng)靜電能力的新開發(fā)需求并最終得到日本開發(fā)部門的支持。目前在國內(nèi)供應(yīng)的模塊都是靜電能力增強(qiáng)品，該廠商因為靜電導(dǎo)致的不良也就不再發(fā)生了。
核心技術(shù)，擴(kuò)大行業(yè)優(yōu)勢
Q：富士電機(jī)功率半導(dǎo)體模塊在行業(yè)內(nèi)有良好的口碑，李俊部長認(rèn)為，富士電機(jī)的半導(dǎo)體產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)的核心競爭力在哪里？
A：富士電機(jī)半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于工業(yè)變頻器，伺服，電梯，空調(diào)，UPS，電動汽車新能源發(fā)電等領(lǐng)域。在不同的領(lǐng)域，富士電機(jī)的產(chǎn)品都有自己的核心競爭力。
比如，在關(guān)于人身安全的電梯應(yīng)用中，富士電機(jī)可以提供高可靠性的IPM(Intelligent Power Module)模塊。模塊內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，保護(hù)電路，可以大大提高保護(hù)電路安全性。另外，芯片上內(nèi)置了電流傳感器和溫度傳感器，在出現(xiàn)過電流或過溫度等異常工況時可以及時有效得檢出并關(guān)斷模塊，節(jié)約客戶的驅(qū)動開發(fā)資源。
比如，在面向電動汽車的應(yīng)用中，針對電動汽車頻繁低速大扭矩爬坡等特殊工況，我們推出了采用RC-IGBT芯片的功率半導(dǎo)體模塊。RC-IGBT通過半導(dǎo)體芯片工藝將IGBT和FWD集成在一個芯片上，在IGBT和FWD工作模式下都可以使用共同的芯片面積散熱，從而有效地降低低頻下溫度波動，防止高溫波動導(dǎo)致的功率半導(dǎo)體疲勞失效。
Q：李俊部長認(rèn)為富士電機(jī)如何發(fā)揮“核心競爭力”來擴(kuò)大自己在行業(yè)中的優(yōu)勢的？
A：我覺得是從客戶的視角出發(fā)，推出功率密度更高，可靠性更高，組裝性更高的產(chǎn)品。這是一個產(chǎn)品升級完善的過程，也是富士電機(jī)不斷努力去為滿足客戶及市場需求的過程。
比如，富士電機(jī)從05年開始，面向日本國內(nèi)的HEV客戶，推出了第一代乘用車功率模塊，之后不斷推出新的產(chǎn)品。在T公司的HEV中，采用了富士電機(jī)2in1的車載功率模塊。
面對中國客戶，富士電機(jī)正在大力推廣第三代車載功率模塊—M653模塊。此功率模塊采用了領(lǐng)先的RC-IGBT技術(shù)和富士電機(jī)最先進(jìn)的第7代芯片技術(shù)，更進(jìn)一步提升了模塊的功率密度。
另外，集成了裝載于芯片上的溫度傳感器和電流傳感器，大幅降低模塊在生命周期的隨機(jī)失效率。還集成了鋁制水冷散熱器，使得模塊體積縮小，重量減輕，提高逆變器組裝可靠性。
從2017年開始，一批中國主流電驅(qū)供應(yīng)商以及整車廠客戶中，已經(jīng)開始廣泛的批量采用M653模塊，市場客戶終端反饋良好。目前，富士電機(jī)正在積極為了對應(yīng)中國市場的增長而增加產(chǎn)能。
Q：對于富士電機(jī)半導(dǎo)體部門未來的5年計劃，李俊部長是怎么思考的？
A：首先，富士電機(jī)半導(dǎo)體部門在未來5年要持續(xù)擴(kuò)大在國內(nèi)的事業(yè)規(guī)模。除了保持在工業(yè)傳動，新能源發(fā)電，家用空調(diào)，電動汽車等傳統(tǒng)強(qiáng)勢領(lǐng)域的銷售增長。還會進(jìn)一步開拓新的事業(yè)領(lǐng)域，如軌道交通，電力傳輸?shù)取?/p>
其次，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品組合，重點推廣能帶給客戶更高附加價值的新產(chǎn)品。如第七代IGBT模塊，RC-IGBT模塊，車載IGBT模塊以及碳化硅模塊。再者，進(jìn)一步加強(qiáng)重點客戶的服務(wù)和聯(lián)系，使客戶在做新開發(fā)時首先想到使用富士電機(jī)的產(chǎn)品，成為First?Source。
最后，結(jié)合富士電機(jī)現(xiàn)地開發(fā)的優(yōu)勢，提供更多更靈活的定制化設(shè)計的方案，加強(qiáng)與客戶的信賴關(guān)系。
Q：?未來，在整個半導(dǎo)體行業(yè)中，李俊部長對富士電機(jī)半導(dǎo)體有怎么樣的展望？
A：功率半導(dǎo)體行業(yè)目前也處于重大的技術(shù)變革之中，預(yù)計在未來的5到10年內(nèi)，新一代的寬禁帶材料器件如SiC,GaN將會得到普及應(yīng)用。為了在未來市場保持競爭力，富士電機(jī)也應(yīng)加大對新型功率半導(dǎo)體器件研發(fā)和制造的投入。
另外，針對變化很快的中國市場，及時準(zhǔn)確的把握市場動向非常重要，技術(shù)企劃，市場推廣和現(xiàn)地產(chǎn)品定制開發(fā)也應(yīng)得到進(jìn)一步加強(qiáng)。
在采訪最后，李俊部長也提出，在當(dāng)今不斷追求實現(xiàn)節(jié)約環(huán)保型的低碳社會中，電力電子設(shè)備的應(yīng)用在將來會越來越廣泛。功率半導(dǎo)體器件作為電力電子設(shè)備的硬件的核心，客戶對此都是極為重視，非常依賴于器件廠商的指導(dǎo)和支持。我們從業(yè)者應(yīng)該努力學(xué)習(xí)產(chǎn)品知識和相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，幫助客戶正確選型和應(yīng)用，使客戶的利益得到最大化。另外，也鼓勵了即將踏入半導(dǎo)體行業(yè)的年輕人，只要能夠秉持熱情，誠懇的工作態(tài)度，踏踏實實的做事，一定能夠?qū)崿F(xiàn)自己的夢想！
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