英飞凌：中国功率模块市场的三个热点

    瞄准中国工业功率模块市场的巨大潜力，英飞凌半导体正在包括轨道交通、电动和混合动力客车以及机械工程、风能发电三大细分市场展开攻势。在不久前上海举行的PCIM2009大会上，该公司发布了最新的MIPAQ Base模块，面向高达55kW的工业驱动和伺服装置，满足低杂散电感的系统设计要求。

    根据IMS Research在2009年5月发布的最新报告，2008年全球功率模块市场总值29.7亿美元。紧随三菱电机，英飞凌拿下了19.3%的市场份额，排名第二。但是，这并不符合该公司在包括分立器件和功率模块在内的整个功率半导体市场的地位——同一份报告显示，自2003年以来这家公司就一直牢牢占据着全球功率半导体市场的冠军位置，2008年，通过将市场份额上由前一年的9.6%提高到10.1%，英飞凌进一步巩固了这一优势。

    很显然，在英飞凌高速发展的功率半导体业务中，模块业务拖了后腿。而这正是该公司加大中国市场开发力度的重要原因——2000~2008年，英飞凌中国区的工业功率模块销售额增长了18.6倍，年均复合增长率44%，在包括通用变频器、中高压变频器、电焊机、电源/UPS/EPS、感应加热、电力传输及电源质量、商用电磁炉、轨道交通、电动公交车、风能发电等十多个领域全面开花，拥有超过1,000多家客户。对于英飞凌来说，抓住中国市场，也等于抓住了未来继续上升的动力。也正是如此，英飞凌还将德国Warstein之外的全球第二大功率模块技术应用中心也设在了上海。

MIPAQ模块的三个系列产品

    特别的，在全球经济陷入困境的当下，中国市场表现出的巨大潜力更是让英飞凌不敢掉以轻心。英飞凌中国工业及多元化电子市场部高级经理马国伟表示，这主要表现在轨道交通、电动和混合动力客车以及机械工程、风能发电三个部分。

    中国铁路“十一五”规划的四纵四横铁路网将会把铁道总里程从2006年的76,000公里提高到2020年的120,000公里，加上未来5年内中国拥有城市轨道交通线路的城市将会达到25个，总里程达到1,000公里。业界预计，这一雄心勃勃的规划加上新增的经济刺激计划，将会有20,000亿元资金用于未来铁道建设中去。并增加5,000辆电力以及柴油机车、2,000辆高速动车组以及3,000辆客车厢。还不包括至少1,000列以上的城轨地铁车辆。这些车辆所使用的主牵引变流器及辅助变流器对IGBT模块的需求是惊人的。举例而言，每节地铁车厢需要50个IGBT模块，每节电力机车则需要100个，每节高速动车的需求量也不低于100个。

    自“九五”开始到“十一五”，中国电动和混合动力客车产业已经经历了10多年的发展。除了去年8月份启动的科技部“863”计划中有关节能和新能源汽车的内容之外，“十一五”第二阶段中国还将投入4.13亿用于技术研发，加上配套的23亿资金，财政部于今年2月份启动了旨在推动电动客车走向商运的10城千辆计划。马国伟指出，这同样会催生市场对功率模块产品的庞大需求。“发电机和马达驱动的关键器件就是IGBT。”

    再看风能发电部分。数字显示，截至2008年，中国风能发电装机总容量已经达到13.2GW。仅2008年一年新增装机容量就达到7.19GW。而根据李俊峰等人编撰的《China Wind Power Report》，到2010年时，乐观估计中国风能发电总装机容量将会上升到25GW，并在2020年突破120GW。同样的，这也为英飞凌的功率模块业务带来了巨大增长空间。马国伟表示，目前在风能发电供应链中，除了叶片、齿轮箱以及发电机外，风电变流器已经成为主要瓶颈之一。而后者的主要组成部分就是IGBT模块、IGBT系统组件以及双极性模块等。

    针对上述三个在中国市场高速发展的重点领域，英飞凌已经做好了所有准备。马国伟表示，该公司用于机车牵引的IGBT模块目前主要有采用IHV封装的6.5kV和3.3kV两个电压等级。此外，用于辅助变流器也有IHM封装、电压等级在1.7kV的IGBT模块。而无论是哪种封装，牵引级IGBT模块都拥有更小巧的体积、更坚固的机械结构以及更低的热阻。至于电动和混合动力客车方面，则有采用第四代IGBT芯片的PrimePACK大功率模块，峰值功率可达180kW，最高结温175℃。风能发电部分，最新的产品有基于成熟的ModSTACK平台和PrimePACK IGBT模块而开发的IGBT系统组件ModSTACK HD。据称，采用模块化设计的这种组件在相同的机箱面积中增加了54%的功率，最高输出功率可达2MW。

    来看此次PCIM上英飞凌特别带来的MIPAQ Base量产模块。据称，MIPAQ系列包括三大类产品，除了内部集成电流取样电阻的IGBT三相逆变桥MIPAQ base已经量产之外，还有又集成了全数字化电流测量功能、提供电流隔离输出信号的MIPAQ sense以及集成了驱动、温度检测元件的MIPAQ serve模块。后两者目前仅提供样片，预计09年Q3量产。

    马国伟介绍，MIPAQ base和MIPAQ sense都基于广泛使用的EconoPACK3封装，取样电阻通过DCB衬底进行散热，从而维持了高精度的电流采样，免除了PCB高温。特别的，MIPAQ sense在电流测量方面采用了英飞凌特有的无芯变压器(CLT)技术，提供电器隔离，无需额外光耦，方便控制器直接读取。

    与其他两类MIPAQ模块不同，MIPAQ serve采用了全新的EconoPACK4封装。其特点是采用螺栓型功率端子，交直流侧在两侧分开，以便简化母排设计，同时还采用了超声波焊接技术和6单元电路结构。三电平电路的的设计有助于降低逆变器谐波。采用1200V IGBT4芯片。模块最大电流200A。最后，马国伟还特别强调了英飞凌在结构上的一项创新——该公司将驱动电路板置于了IGBT功率单元上方，这使得其结构更加紧凑，有助于减少系统尺寸。■