東芝開(kāi)發(fā)了一種功率半導(dǎo)體，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，可將電源打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)的功率損耗降低多達(dá) 40.5%。安裝在可再生能源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē) (EV）、鐵路、工業(yè)設(shè)備等中的電源轉(zhuǎn)換器可以變得高效。為實(shí)現(xiàn)碳中和（溫室氣體排放幾乎為零）社會(huì)作出貢獻(xiàn)。

 

東芝開(kāi)發(fā)了“IGBT（絕緣柵雙極晶體管）”，這是一種功率半導(dǎo)體。絕緣柵雙極晶體管(IGBT）本質(zhì)上是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個(gè)P型層。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC/TC(CO）1339文件建議，其各部分名稱(chēng)基本沿用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的相應(yīng)命名。

 

除了采用具有三柵電極的新結(jié)構(gòu)外，東芝還開(kāi)發(fā)了一種高精度開(kāi)關(guān)控制技術(shù)。

 

三柵電極構(gòu)造是指在結(jié)晶硅型太陽(yáng)能電池單元的表面形成3條主柵線(xiàn)（bus bar）電極的構(gòu)造，與原來(lái)采用兩條主柵線(xiàn)電極的構(gòu)造相比，可在增大采光面積的同時(shí)降低電極電阻，因此受到越來(lái)越多的采用。

 

因此，與傳統(tǒng)的IGBT半導(dǎo)體相比，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)的功率損耗降低了 50%，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)的功率損耗降低了 28%（整體高達(dá) 40·5%）。

 

傳統(tǒng)的 IGBT 具有一種權(quán)衡關(guān)系，即降低開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)發(fā)生的“傳導(dǎo)損耗”，以及開(kāi)關(guān)切換時(shí)發(fā)生的“開(kāi)關(guān)損耗”增加，這是一個(gè)一直沒(méi)有被解決的問(wèn)題。通過(guò)采用新結(jié)構(gòu)，成功地在不增加導(dǎo)通損耗的情況下降低了開(kāi)關(guān)損耗。

 

東芝將在未來(lái) 2-3 年內(nèi)確定商業(yè)化的問(wèn)題，并爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。該半導(dǎo)體的詳細(xì)信息將在5月30日至6月3日在線(xiàn)舉行的功率半導(dǎo)體國(guó)際會(huì)議“ISPSD2021”上公布。

 

對(duì)于加快半導(dǎo)體的發(fā)展，東芝一直在投入大量資金。

 

東芝在 2019-2023 財(cái)年的五年內(nèi)投資約 1000 億日元，以增加用于電機(jī)控制等功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)。要使得2023財(cái)年產(chǎn)能較2018財(cái)年末增加50%。為此擴(kuò)建了石川縣能美市現(xiàn)有工廠(chǎng)，并引進(jìn)公司首條12英寸晶圓功率半導(dǎo)體生產(chǎn)線(xiàn)。汽車(chē)和工業(yè)設(shè)備的進(jìn)一步節(jié)能對(duì)于實(shí)現(xiàn)無(wú)碳社會(huì)必不可少，通過(guò)積極的投資來(lái)捕捉對(duì)節(jié)能關(guān)鍵設(shè)備的需求。

 

東芝將擴(kuò)大以制造子公司加賀東芝電子（石川縣能美市）為中心的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能。 8英寸晶圓制造設(shè)備將陸續(xù)帶入擴(kuò)建后的潔凈室。 2020年底引進(jìn)了12英寸晶圓中試線(xiàn)，開(kāi)始生產(chǎn)。

 

此外，東芝集團(tuán)旗下日本半導(dǎo)體（巖手縣北上市）大分工廠(chǎng)（大分市松岡市）的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能已部分外包，已經(jīng)納入增產(chǎn)計(jì)劃。不過(guò)，東芝正在與臺(tái)灣半導(dǎo)體巨頭聯(lián)合微電子（UMC）洽談出售旗下大分工廠(chǎng)等事宜，目前的增產(chǎn)計(jì)劃還沒(méi)有見(jiàn)到變化。

東芝的功率半導(dǎo)體在高達(dá)300伏特的低耐壓金屬氧化膜半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET） 方面具有優(yōu)勢(shì)。它廣泛安裝在空調(diào)等家用電器以及汽車(chē)和FA設(shè)備中，電氣化程度越來(lái)越高，主要用于電機(jī)控制應(yīng)用。據(jù)公司測(cè)算，低壓MOSFET國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)31%，而海外市場(chǎng)占有率低至3%，未來(lái)增長(zhǎng)空間很大。

 

根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)（東京中央?yún)^(qū)）的最新調(diào)查，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)2030年比2019年要增長(zhǎng)46.4% 。