东芝半导体将加快开发下一代功率器件及SiC和GaN第三代半导体

2023年，东芝半导体的功率器件销售额估计约为1000亿日元，其中35%用于汽车市场，20%用于工业市场。目前，东芝半导体在全球MOSFET市场上排名第四，而东芝半导体的目标是排名第三。

据东芝电子元件（上海）有限公司分立器件应用技术部门高级经理屈兴国介绍，从2022年开始，东芝半导体的300毫米晶圆生产线的产品开始出货。2023年，又增加了LVMOS系列产品的数量，以填补高端产品的产能增加。未来，东芝半导体将继续开发新产品，同时应对车载产品。

▊在车载领域

东芝半导体开始批量生产用于48V电池的采用L-TOGLTM封装的80V LVMOS，以及安装面积减少55%（与我们现有的产品相比）的采用S-TOGLTM封装的40V LVMOS。此外，还开始提供原创封装SOF Dual（WF）的样品，与两个5mmx6mm的封装相比，它可以将安装面积减少25%。

▊在工业领域

东芝半导体开始批量生产采用TO-247-4L（X）封装的第三代SiC MOSFET（1200V/650V）和SiC SBD（650V），并将于2024年发布表面贴装产品SiC MOSFET (650V)和SiC SBD(1200V)。对于GaN，东芝半导体已经通过服务器电源参考模型确认了其高效率的成果，并在未来加速开发。对于硅器件，东芝半导体正在扩大带有高速体二极管的650V SJMOS和150V LVMOS产品线。

对于大功率应用，6.5kV PPI（压接式IGBT）已开始提供样品，计划在2026年左右进行批量生产。此外，在2023年5月德国PCIM展会上推出了用于大型太阳能应用的2.2kV SiC MOS半桥模块，已于8月开始批量生产。用于海上风电和输电的6.5kV PPI（压接式IGBT）样品开始发货，计划于2026年左右批量生产。“由于这些应用需要驱动电路和隔离驱动电路，我们打算将这种模拟IC引入市场，并向市场提出解决方案。”屈兴国表示。

中国新能源汽车市场正在高水平增长，预计市场将继续增长。针对这一市场，东芝半导体将开发碳化硅 MOSFET、硅IGBT，并扩大裸片和模块的销售。在工业电源市场中，随着基站电源需求的增加以及数据中心等服务器增加48V电源的技术趋势，对80V、150V LVMOS的需求正在增加。因此，东芝半导体的第10代LVMOS已经在对应这个需求。此外，电动汽车充电站和光伏逆变器对650V Si SJMOS、650V和1200V SiC MOS的需求也在增加，东芝半导体也在开发的最新一代产品以来满足这些需求。

屈兴国表示，在电力需求持续扩大的中国，包括海上风电在内的输电采用高压直流输电（HVDC）。东芝半导体已经开始批量生产低损耗4.5kV PPI，并在开发高压6.5kV PPI以满足中国客户的需求。

近年来，随着新能源市场规模的不断壮大，东芝半导体也在不断加码这一市场。屈兴国坦言，“供应能力是我们面临的挑战之一，我们于2022年开始在300mm晶圆线上生产功率器件，并在日本加贺建造一个新的300mm晶圆厂，预计2024年秋季开始批量生产。”

在所有新能源市场中，东芝半导体认为转换效率至关重要，技术发展和成本之间的平衡是关键。因此，东芝半导体将加快开发功耗更低的下一代功率器件以及SiC和GaN等第三代半导体，并在尽早推出。

“东芝半导体在功率器件市场有50多年的业绩记录，最优先的是广泛用于汽车、工业和其他应用的低压MOSFET，还有高压器件，包括IGBT。我们目前正在加快SiC和GaN等复合功率器件的开发，这将有助于实现碳中和。”屈兴国表示。

电动汽车是功率半导体厂商的必争之地，市场竞争非常激烈。东芝半导体也十分看重这一市场的前景，并预计该市场将以每年约15%的增长率继续扩张。东芝半导体在功率器件上投入了巨大的研发和投资资源，以提供更高效的产品。目前，东芝半导体专注于汽车市场上的MOSFET，并正在努力推广用于逆变器和车载充电器应用的SiC功率器件，并继续与潜在客户进行讨论，预计在2025年左右进入市场。东芝半导体认为GaN功率器件可能非常适合OBC应用。

在屈兴国看来，SiC有望在汽车牵引逆变器和车载充电器（OBC）等应用中快速增长，东芝半导体已经开发出用于电气铁路应用的高质量SiC MOSFET。因为这种SiC MOSFET具有内置的SBD，所以可以抑制晶体缺陷的增长。目前，第三代SiC MOSFET已经为该行业批量生产。GaN是从利用高效大功率密度的服务器应用为车载应用开发的，通过使用650V样品和原始控制电路，东芝半导体确认了针对服务器电源应用的图腾柱PFC，全桥DC-DC参考板实现了高效和低振铃工作。

审核编辑：刘清