截至2017年，我國電動汽車、新能源汽車銷售量已達到77萬輛，保有量超過160萬輛，占世界的半壁江山。2017年主要新能源車企的銷量排名中，比亞迪和北汽超過特斯拉和寶馬，分別位居第一和第二，并且前20名家企業中，中國就有10家。業界一致認為，電動化、智能化、網聯化、輕量化構成了未來汽車的發展方向，電動化平臺更是汽車新技術的基礎。

IGBT作為新能源汽車動力、電源系統中的核心器件，未來市場潛力巨大，各路新新企業紛紛涌入，而在IGBT領域具有領導地位的三菱電機自然不會放過這塊市場，未來將加大其在汽車領域應用。

在2018新能源與智能網聯汽車創新發展論壇期間，大中國區三菱電機半導體功率器件應用技術中心高級經理何洪濤先生接受了《電子技術應用》記著采訪，分析介紹了電動汽車對IGBT模塊的要求，以及三菱電機的應對措施，并分享了三菱電機在汽車級IGBT模塊的未來發展。

何洪濤先生

大中國區三菱電機半導體功率器件應用技術中心高級經理

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三菱電機IGBT史

三菱電機從事電動汽車配套20多年，從最早的混合動力開始，豐田1997年推出普銳斯，三菱就開始配套，至今三菱電機在機車配套總器件達到千萬級。之前是提供模塊，近些年也有提供硅片的。三菱最早在日本主要提供客戶定制型的汽車級模塊，基于在日本市場長期和汽車廠家的合作，在四、五年前開始推出通用型的應用于電動汽車的IGBT模塊。

目前三菱電機的IGBT模塊解決方案包括兩個系列：J系列和J1系列。J系列TPM模塊采用了三菱電機獨有的壓注模式模塊封裝技術，是一種二合一IGBT模塊，具有很高的可靠性，適合汽車嚴酷的運行對IGBT高強度的壽命密切相關的要求，有650V/300A和600A兩款產品。J1系列EV PM采用了緊湊型Pin-fin結構模塊封裝，是一種六合一IGBT模塊，具有很高的功率密度，有650V/1200V、300A~1000A等數款產品，可覆蓋30kW~150kW的電機峰值功率要求，這也是三菱電機在中國市場力推的一個系列。

未來新能源汽車內部功率單元的集成度將越來越高，IGBT作為核心器件，其電流密度制約著整車的一體化結構設計。三菱電機J1系列EV PM是6in1模塊，通過改進模塊內部構造和綁定線技術以及底板冷卻結構，減小熱阻和封裝尺寸，提高功率密度。

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電動汽車對功率模塊的要求

根據何洪濤先生的介紹，三菱電機主要針對應用場合對器件的要求做設計以及生產控制，結合與其他整機廠家長期以來的合作，總結出了電動汽車對功率模塊的要求。

電動汽車對功率模塊的要求

壽命問題，相對工業品，汽車級功率模塊面臨的工況更惡劣，而時間壽命一般有10年12萬公里的要求。對應的IGBT最主要的是兩個參數：功率循環次數和熱循環次數，三菱采用DLB技術提高功率循環壽命，同時樹脂灌注封裝則可提高熱循環壽命。

品質可靠性含有兩層意思，一層是故障率的問題，一層是運行可靠性的問題。三菱IGBT芯片級的溫度及電流傳感器，使得保護更及時、更可靠。

緊湊型或者高功率密度即封裝的外觀、尺寸以及內部的電流密度，三菱目前推出的J1系列的產品采用六合一模塊，實現超緊湊型封裝。

汽車還有其他的要求，如節能性、抗震性、易冷卻等，三菱都有對應的處理。

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四大特點應對汽車應用

第一，高可靠性。設計理念和可靠性測試方面與傳統工業領域不同，要求更高。具體在指標上，對于故障率，工業品是100fit，車載級是10fit。

第二，直接端子綁定技術（DLB）。車載級的IGBT模塊使用DLB代替傳統的鋁綁定技術，增大硅片接觸面積，熱力分布更均勻，降低硅片的峰值溫度，降低熱應力。沒有了傳統IGBT端子的兩個綁定點和焊接點，降低脫落的可能性，提高壽命期。

第三，車載的安全性。三菱結合IGBT保護的需要，提供內部應有的條件。IGBT保護主要是對電流和溫度的保護。傳統的一般短路保護是進行退飽和保護、過溫保護是NTC檢測，是利用一些IGBT的特性做的間接保護。通過測電壓間接反映電流，一般的保護，當真正保護的時候電流可能上到七八倍甚至是十倍，風險過大。三菱電機是方案在硅片上集成溫度傳感器和發射極電流檢測，實現快速、安全的過溫和短路檢測。

第四，高功率密度。與T-PM系列相比，汽車級模塊尺寸大概降了70%，重量減輕了40%，容量升了20%。未來三菱會陸續開發一些新的技術，利用同樣的封裝，改一些材料，增加它的散熱性能，提高電流能力。另外借鑒現在新的材料，比如碳化硅，進一步提高電流密度。

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IGBT的發展趨勢

談到IGBT的發展趨勢，何洪濤先生認為主要在兩方面：一是ChiP，還有封裝技術的發展。

隨著芯片的發展，硅材料可能會被替代，只是到什么時候被替代還要看市場發展，就眼前的發展來說會增加芯片的應用。現在各廠家逐漸推出汽車上用的碳化硅，在不久的將來會陸續推出。

另外在封裝上如何與更多的廠家匹配，需要和整車廠充分交流，要找到不同廠家共性的東西，密切貼近具體的應用市場。封裝的發展會和這個密切配合起來，推出更適合市場、競爭力更強的產品。目前的封裝可能會考慮雙面散熱，因為雙面散熱可以增加散熱效果，電密度可以做得更高，當然前提條件是要解決安裝問題。

由于三菱電機之前多做客戶型，而今面向中國市場主推的是通用型，按照中國市場的速度，需要想辦法提高產量以滿足市場需求。據悉，三菱工廠已經在計劃擴產，不止是在中國，在歐美也會增加，這些都在規劃中。