交通工具、新能源领域、通信设备、工业、电网等行业都在加速电子化进程，大大增加了对功率半导体器件的需求。

功率半导体器件（Power Semiconductor Device）特指转换并控制电力的功率半导体器件，主要有功率模组、功率集成电路（即Power IC，又称功率IC）和分立器件三大类。在功率分立器件中，MOSFET、功率二极管、IGBT已逐步成为了主流应用类型。根据iHS预测，MOSFET和IGBT将是2020-2025年增长最强劲的半导体功率器件。

在功率器件领域，东芝拥有悠久的发展历史。上世纪八十年代，东芝在全球范围内率先实现IGBT器件商业化，在上世纪九十年代，又率先商业化了压接型的IGBT器件。目前已经开发了混合型SiC大功率器件并且得到商业应用，后续将推出纯SiC大功率器件。

在11月中旬举办的PCIM（上海国际电力元件、可再生能源管理展览会）上，东芝电子元件（上海）有限公司（简称“东芝”）面向电力能源方面，展示了风力发电、牵引、电力输配电和工业变频器四大领域的系统解决方案。

压接型IEGT（PPI）

东芝重点展出了压接型IEGT（PPI），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表示，这是一颗双面散热的器件，通过上下铜片采用物理方式压接在一起，所有电气连接都通过压力实现。“因为没有引线键合，PPI对热疲劳的抵抗力较强。另外为了提高器件的稳定性、可靠性，压接型IEGT采用了抽真空再注入惰性气体的方式，同时，陶瓷的外壳封装相较于黑模块也大大提升了防爆性能。”

资料显示，在上世纪九十年代，东芝率先通过栅极注入增强技术降低IGBT器件的静态损耗，并且以栅极注入增强技术（Injection Enhanced Gate Transistor）的首字母注册了东芝专属的IGBT器件名称——IEGT，IEGT可以理解为是东芝IGBT的专有名称。

压接型IEGT适用于柔性输配电、海上风电等使用场景，该领域有高可靠性的要求，需要高可靠性的器件，选用多个PPI串联，即使少数几个因电气故障或损坏而失效，仍可保证系统连续工作。“在设计之初考虑进一定量的冗余，如果出现部分器件损坏的情况，也不会影响到整个系统。”屈兴国对大半导体产业网表示，PPI串联方案已成功应用在了国家电网张北项目中。值得一提的是，在这样的恶劣工作环境中，高可靠的器件要至少保证40年的使用寿命。

现场还展示了，上海雅创与东芝合作开发的十串联功率组件与PPI三电平功率组件，其中，PPI三电平功率组件是由4颗IEGT与2颗二极管压接而成的子单元，适用于5MW变流器。如果采用更高规格IEGT，则可以扩展至更大容量。

随着温度的增加，失效率也增加，因此大功率器件的热设计直接关系到设备的可靠性与稳定性。屈兴国认为，“所有的器件应用的关键在于温升降下来”，故东芝在现场还展示了对应组合的水冷散热系统，以此保证器件散热。

大功率器件混合模块

近几年碳化硅的发展特别快，用碳化硅取代传统的硅材料应用于功率器件，作用更快。

东芝现场展示的混合式的IEGT由两部分组成，一部分是IEGT，一部分是二极管，其中IEGT部分是常规的Si材料，但是二极管部分采用SiC，“我们认为这样去做的可靠性与性价比较高。由于SiC二极管的反向恢复损耗几乎为0，散热性能好，且具有小型化优势，做成变流器后体积相比可降低40%。” 屈兴国说道。

同时，东芝也在研究纯SiC产品，东芝认为这是未来的一大趋势，虽然受到成本、成品率的压力，但不会放弃。据大半导体产业网了解，东芝相关的纯SiC工程样品预计明年二季度发布，然而量产时间还要往后几年。

车载分立器件

除了IEGT以外，东芝面向车载领域提供功率器件、小信号器件以及光半导体器件。在屈兴国看来，东芝在汽车应用上保持着一种“保守”的姿态，其车载分立器件全部符合车规要求。“在车用上，相比于固态继电器，用半导体器件去做就能够大大提升寿命、降低功耗同时缩小体积，这是一个趋势，也是未来东芝发展的方向。”屈兴国说道。

东芝车载分立器件广泛适用于电子助力转向、引擎／变速系统、HEV/EV应用、车载信息系统、刹车系统、车载空调系统等其他车身应用。

总结

在去年PCIM 2019上，本网了解到东芝正考虑将原材料国产化，此次采访中，屈兴国表示这部分东芝已经在实施了，“东芝找了一家江苏的公司开展合作，国产化是大势所趋，东芝今年的想法不局限于材料领域，在技术、产品、合资工厂等更加全面的角度考虑国产化，目前我们正在开展调研工作，相信其他公司也会这么考虑。”屈兴国对大半导体产业网说道。

面向整个能源链，从前端的发电，比如新能源、海上风电、太阳能发电等一直到输配电，再到终端客户的应用上，提供系统方案支持。在屈兴国看来，不能一味地依靠价格优势，走差异化的发展路线是重中之重。