在能源短缺、环境污染和气候变化成为全球性挑战的当下，电力电子行业作为推动能源变革的关键力量，正以前所未有的速度发展。作为这一领域的先锋企业，东芝半导体（以下简称“东芝”）凭借其在电力电子行业的深厚积累，为全球市场提供了众多高性能、高可靠性的功率半导体产品。
在PCIM Asia 2024展会上，东芝携大功率器件IEGT、碳化硅MOS模块、碳化硅分立器件等多款明星产品亮相，吸引了众多观众的关注。东芝以专业视角向观众展示更多安心、可靠、高效的技术产品和方案，旨在为更多客户提供帮助，进而更好地为社会可持续发展提供服务。
展会现场，东芝电子元件（上海）有限公司技术部副总监屈兴国与《变频器世界》分享了本次展会带来的重点产品以及未来的产业布局等。
东芝电子元件（上海）有限公司技术部副总监 屈兴国
立足大功率器件IEGT，打造核心竞争力
一直以来，东芝凭借高可靠性、高效率和小尺寸的特点，一直走在新能源、输配电等大功率应用以及工业和牵引应用等行业的前沿。展会现场，东芝的大功率器件IEGT（栅极注入增强型晶体管）也依然引人注目。这款东芝在20世纪90年代末注册的专利名称，如今已发展到更高的电压等级和更广泛的应用领域。
屈兴国介绍，东芝IEGT可适用于发电到输配电、再到应用的整个能源链，其采用PPI压接式封装实现高可靠性、高散热性。此次展出，东芝更新了3300 V~6500 V的PPI压接式产品线，新增多款产品，如ST1000GXH35、ST1500GXH35A等，这些产品覆盖了不同电压和电流等级，可以满足不同客户需求。
东芝的IEGT在封装上有着其独有的优势， PPI压接式封装的IEGT可以说是东芝首创，PPI压接式通过上下铜板和钼片，直接把芯片压接在内部，器件内部无需引线键合。这种方式可做到双面散热，比单面散热的传统封装方式可靠性更高。
此外，基于半桥拓扑的子单元，东芝与第三方合作共同开发的压接组件方案采用了两颗ST2000GXH32（4.5 kV／2 KA／内置二极管的压接式封装）IEGT，适用于新客户进行双脉冲测试，以便他们能够快速了解东芝器件的性能，从而缩短开发周期，具备高可靠性和高效率。
另外东芝还展出了4.5 kV双栅极RC-IEGT，具有分离的空穴控制栅极(CG)与主栅极(MG)。主要特点是在IEGT模式下可降低关断损耗，在二极管模式下能减少反向恢复损耗，同时结合栅极控制技术，实际测量值中总开关损耗可降低16%，而导通损耗没有任何增加。
全系列碳化硅MOS模块亮相，第三代产品已投入量产
受益于新能源汽车、光伏储能等领域的快速发展，SiC（碳化硅）器件得到了广泛的应用，市场规模快速提升。根据Yole统计，到2027年，全球导电型SiC功率器件市场规模有望突破60亿美元，年复合增长速率约34%。
在碳化硅领域，东芝同样表现出色。屈兴国表示，东芝近年来正在加速碳化硅半导体的开发，构建更广泛的产品线。东芝在碳化硅领域的布局是先做碳化硅模块再推进单管产品。碳化硅模块产品量产时间相对较早，目前主要是针对轨道交通等牵引应用。而单管产品则主要针对当前十分火热的新能源的光储充市场。
尽管东芝的碳化硅产品在市场上的份额还在增长阶段，但第三代SiC产品采用了MOS中内置SBD的技术路线，实现了产品差异化，避免了同质化导致的市场竞争，获得了客户的一致好评。在碳化硅领域，东芝的第三代产品已投入量产，同时第五代产品也在积极推广中。
展会现场，东芝展出了已经量产的全系列碳化硅MOS模块，涵盖1200 V、1700 V、2200 V、3300 V电压，具备低杂散电感、低热阻、高可靠性等特点。在这些展品中，东芝的“MG800FXF1ZMS3”和“MG800FZF1JMS3”，采用第三代SiC MOSFET和SBD芯片，通过银烧结内部键合技术和iXPLV封装，有助于减少设备的功率损耗和减小冷却设备的尺寸。屈兴国指出，从第二代产品到第三代产品，东芝的SiC MOSFET实现了更低的品质因数Ron×Qgd，减少了80%，这是实现更好开关性能的关键。
本次展出的碳化硅分立器件，内置SBD、低损耗、易设计是东芝碳化硅MOSFET的代名词，可应用于充电桩、数据中心、新能源发电、马达等领域。主要特点包括：低二极管导通电压、低Ron×Qgd、VGS控制范围宽(驱动易设计)。屈兴国透露，东芝在国内更加倾向于晶圆销售的模式，比如将碳化硅晶圆出售给模块厂商进行封装，这也是应对目前碳化硅器件市场内卷的一种方式。
东芝展出的碳化硅应用案例也备受关注：SiC MOSFET的3相逆变器。其采用1200 V SiC MOSFET，为18 kW电机提供强大驱动，适用于工业设备等应用。在仅250 mm×145 mm的精巧电路板上，巧妙整合了SiC MOSFET、光电耦合器和运算放大器等关键元件，实现节能降耗。
走差异化的发展路线，坚决不做“内卷”
在屈兴国看来，高可靠性就是东芝的核心竞争力。以IEGT为例，东芝的产品是双面散热，这是高可靠性的一个重要保证。像在海底电缆、海上风电等需要应用大功率器件又无法维修的应用场景，东芝就采取了冗余设计。他进一步解释道，如果器件损坏，会出现短路模式，而东芝将产品叠加使用，损坏的器件变成短路模式，这相当于一个电阻一样，不会影响系统的正常工作。IEGT作为东芝的王牌产品，目前重点布局在柔性输配电和海上风电的电力传输领域，近两年的市场表现一直是一个持续增长的状态。
屈兴国认为，新能源汽车作为未来的主力市场，前景可观。但由于中国在新能源汽车行业的竞争过于激烈，东芝在现实情况与未来趋势中做了平衡，选择与国内的模块厂家合作，达到双赢的结局。
现在越来越多的本土厂商崛起，加上相关政策的扶持，功率器件国产化已经是大趋势。对此，东芝充分发挥自己小型化、高性能的优势，走差异化的发展路线。屈兴国称，目前国内的市场只能用卷来形容，特别是在价格上，东芝很难卷过友商。而且东芝也认为，不能一味地依靠价格去平衡市场，而是用产品说话，真正做出人家做不了的东西，这才是脱颖而出的关键一环。
“随着全球能源结构的转型和清洁能源需求的不断增长，电力电子行业将迎来前所未有的发展机遇。”屈兴国表示，东芝将继续加大在电力电子领域的研发投入，特别是在大功率器件和碳化硅等关键技术上，以满足市场对高性能、高可靠性产品的需求。东芝坚信，通过不懈的努力与追求，将能够携手全球合作伙伴共同创造一个更加绿色、智能的未来。
