今年6月，功率半導體業界的盛會“PCIM China 2010”在上海光大會展中心舉行，國內外知名功率半導體廠商向與會觀眾展示了各自推出的新產品和眾多高能效解決方案。功率半導體在新能源領域的應用成為本屆展會的熱點，而中國功率器件產業的未來發展前景也是業內人士非常關注的話題。

新能源應用推動器件升級

“我們在此次PCIM中國展會的口號就是‘低碳與節能’。”三菱電機功率器件制造所所長西村隆司告訴《中國電子報》記者，“在本屆展會上，三菱電機針對可再生能源應用領域推出了兩款功率器件產品。”據西村隆司介紹，在這兩款產品中，新型PV-IPM可以說是為家用太陽能發電系統量身定做的，PV-IPM可用于將太陽能電池產生的直流電轉換成交流電，該產品的面積比以前的產品減小了約30%，開關電流的損失也將減少25%；而三菱電機的新型MPD系列IGBT模塊則針對大容量的可再生能源設備，其額定電流為前代產品的1.8倍，冷卻效果也進一步得到優化，可滿足兆瓦級的風能、太陽能發電系統功率變換裝置的要求。

在新能源領域的大多數功率變換裝置中，IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是最為重要的器件，與歐洲、日本和美國相比，中國在該領域還相對落后，盡管國內也有一些企業和科研機構在進行研發，但產業化進程緩慢，技術上也落后于國外。不過，近年來中國企業為增強自身在IGBT領域的研發和生產能力也做了很多有益的探索。

在本屆PCIM展會上，南車時代電氣公司電力電子事業部向業界展示了用于機車牽引和新能源領域的功率器件產品。2008年，南車時代電氣并購了全球知名的大功率半導體公司——英國Dynex，通過資本運作的手段實現了技術和產業化的跨越式發展。南車時代電氣公司電力電子事業部總經理吳煜東在接受記者采訪時表示：“目前全球大功率IGBT領域的三大巨頭是英飛凌、ABB和三菱電機，與他們相比，Dynex最大的弱點是缺乏一個系統應用平臺。因此，南車時代電氣并購Dynex，可以利用公司的軌道交通裝備制造業務為Dynex的大功率IGBT 技術提供應用平臺，從而提高公司的整體競爭力。此外，南車時代電氣還擁有從事風力發電的事業部，這也將為功率半導體器件在新能源領域提供用武之地。”

新材料是中國企業機會

“在過去20多年中，圍繞IGBT器件產生了非常多的專利，歐洲、美國和日本的公司已經在這個領域形成了巨大的技術優勢。”飛兆半導體亞太區市場行銷暨應用工程副總裁藍建銅在接受記者采訪時表示，“如果僅就硅基IGBT而言，我認為中國本土企業很難參與競爭。但是，如果使用化合物半導體等新材料，將把IGBT產業引入一個新的競爭平臺，在這個領域，中國企業還是有機會的。不過，在我看來，新材料的成熟還需要大約10年的時間。”

據浙江大學電氣工程學院長江特聘教授盛況介紹，碳化硅、氮化鎵和金剛石是常見的三種寬禁帶半導體材料，目前已有多家國外企業批量生產4英寸碳化硅晶圓，6英寸的碳化硅晶圓也將很快出現，使碳化硅成為三種寬禁帶材料中最成熟的技術，為碳化硅功率器件的發展提供堅實的基礎。“不過，由于碳化硅單晶片和外延材料的價格昂貴，使得碳化硅器件的價格都相當高，這成為它們大規模進入市場應用的一個門檻。”盛況補充道。

國外企業也沒有忽視新材料、新器件的研發。“從2009年到2011年的三年間，我們將集中力量研發碳化硅器件。”西村隆司說，“由于碳化硅器件的成本很高，所以，市場對這種器件的認可度取決于它能在多大程度上降低系統的整體成本。舉例而言，在高速電氣列車上，如果用硅基IGBT，需要配備一個很大的冷卻裝置；但如果使用碳化硅器件，冷卻裝置就可以小型化甚至可以省去，這對高速列車而言很有吸引力。因此，碳化硅器件將在特定的領域逐漸發揮其優勢。”