悶熱6月，家中的變頻空調終于要開始“營業”啦。很應景的，本期小菱角要講的產品故事，就是圍繞變頻空調的核心部件——DIPIPMTM展開。不過為了追求專業度，我還特別邀請了三位DIPIPMTM設計應用領域專家來助攻，快和我一起回顧吧~
歷史篇：DIPIPMTM與三菱電機半導體
小菱角：其實關于三菱電機和三菱的關系，很多讀者還不太清楚。可以先給大家介紹一下兩者關系嗎？商總：從公司運營層面講，三菱公司這一提法不準確，因為三菱作為一家公司已經在二戰后解體，冠名三菱的各個公司間都是獨立運營的，如三菱電機、三菱銀行、三菱汽車等等都是獨立運營的公司，相互間沒有隸屬關系。作為補充的話，三菱電機半導體、三菱電機自動化、三菱電機電梯、三菱電機空調等等都屬于同一公司——三菱電機。
小菱角：半導體產品雖不顯眼但應用卻非常廣泛。比如本期主打——DIPIPMTM，就可以作為變頻空調的核心半導體部件。那么在炎炎夏日為大家帶來清涼的她，該如何定義呢？
商總：DIPIPMTM是一類雙列直插智能功率模塊的簡稱。前三個字母“DIP”是Dual-In-Line Package的縮寫，描述的是這種產品的封裝特性；后三個字母“IPM”是Intelligent Power Module的縮寫，中文的意思是智能功率模塊。總體上DIPIPMTM首先是一種功率模塊，由于內置驅動保護因此叫做智能功率模塊。又因為她采用了雙列直插的封裝型式，因此被稱作DIPIPMTM。
小菱角: DIPIPMTM這個概念是三菱電機最先提出來的嗎？當時的開發背景可以簡單介紹一下嗎？
商總：是這樣的！三菱電機是世界上最早提出DIPIPMTM概念的廠商，也是DIPIPMTM商標的擁有者。早在1996年，三菱電機福岡工廠的設計人員就開發出了DIPIPMTM這個產品，并在1997年進行了批量生產。說到開發背景，當時變頻空調在日本處于普及階段，市場需求迅速擴大，而應用于變頻空調控制器的分立方案太過復雜；傳統IPM方案成本太高，為了解決這個問題，三菱電機福岡工廠首先設計出了DIPIPMTM。
小菱角: 據您了解，當時DIPIPMTM開發過程中的最難點是什么？又是如何解決的？與傳統IPM相比DIPIPMTM又有哪些特殊的地方呢？商總：俗話說萬事開頭難，據我了解，當時DIPIPMTM這個概念剛提出來時候，不是每個人都認可這個方案的，在不被認可的時候，能夠堅持進行創新開發，我認為這種勇于創新的精神是最難能可貴的，當然開發過程中碰到了很多技術難點，比如如何將弱電控制的HVIC/LVIC和高速大電流開關的IGBT/二極管置于容積很小的同一封裝下而不相互干擾；如何解決IGBT無負壓驅動問題；如何平衡IGBT開關速度和損耗問題；如何解決壓注模封裝的工藝問題等等，開發人員都經過了大量的實驗，付出了艱苦努力，最終在1997年成功將DIPIPMTM投入批量生產。與傳統的IPM相比，主要有如下特點：※ DIPIPMTM內置了IGBT和續流二極管以及用于IGBT驅動和保護的控制LVIC(下臂)和HVIC(上臂)。※ 它由1路15V控制電源供電，此15V電源直接提供給下臂的LVIC用，而上臂的HVIC由通過自舉電路產生的懸浮15V電源來供電。
※ DIPIPMTM封裝通常采用壓注模封裝工藝，產品體積小，生產效率高，成本也比傳統IPM更低。
小菱角：DIPIPMTM在日本剛推出來時，當時的市場反響如何？
商總：由于DIPIPMTM內置了驅動和保護，因此相比較分立方案，在模塊外部不再需要設計驅動保護，使得變頻電路設計與調試時間大大縮短，控制PCB板的面積也比分立方案明顯減小，與傳統IPM方案相比，成本具有明顯優勢，一推向市場，就受到了變頻空調客戶的青睞，日本主流空調器廠商的變頻方案也紛紛由分立方案或IPM方案轉向了DIPIPMTM方案。小菱角: 三菱電機開發人員首先開發了DIPIPMTM產品，占得市場先機，完成了從0到1的過程。那么，三菱電機DIPIPMTM何時進入中國市場，初期又是如何進行市場開拓的呢？何老師：中國的變頻空調市場從1996~1997年開始啟動，期初采用的是三菱電機的IPM產品，大約在2001年三菱電機開始向中國變頻空調廠家推廣DIPIPMTM并很快被認可。正如你提到的一樣，三菱電機由于最先開發出了DIPIPMTM產品，確實占據了一定的市場先機，但并不意味著三菱電機可以“躺贏”，從0到1的過程固然是最重要的，從1到100也需要付出艱苦的努力才行，因為從1到100的道路并不孤單，你的競爭對手會越來越多，特別是在中國市場。
關于市場開拓策略，得益于在日本市場的良好表現，三菱電機DIPIPMTM在國內也得到了客戶的廣泛認可，當然當時國內的變頻空調技術首先是從日本引進的，三菱電機功率模塊也跟隨日本的變頻技術來到了中國市場，并隨著中國空調市場的發展而得到發展，就初期的中國市場策略而言，相對簡單，基本上是跟隨日本的市場策略。
小菱角: 何老師您的意思是中國市場初期是跟隨日本的市場策略，那么后來呢？中國市場對于DIPIPMTM的需求是否走出了獨立于日本市場的行情呢？何老師：小菱角，你的問題還是切入到了關鍵點！確實隨著中國空調市場的迅速發展，中國市場也走出了不同于日本市場的獨立行情。特別是2008年后，隨著中國市場變頻空調開始普及，中國市場對DIPIPMTM模塊需求總量也超越了日本市場，如果僅僅跟隨日本市場策略，顯然是不太現實的。小菱角：市場過渡到了快速成長階段，那在這個階段，三菱電機在中國市場是否有什么針對性的策略呢？何老師：是的，大約經過10年的培育期后，得益于中國變頻空調的普及，中國市場對DIPIPMTM模塊的需求迅速增長，三菱電機也適時對產品進行了系列升級，從第3代大型和小型DIPIPMTM到第4代超小型產品，再到第5代/第6代超小型產品以及最新的SLIMDIP產品。在產品設計上充分考慮了中國客戶的需求，比如增加了溫度輸出功能、內置自舉二級管以及提高短路保護電流的精度等等。超小型DIPIPMTM產品采用了一次壓注模工藝和絕緣導熱墊片結構，大大提高了生產效率，降低了生產成本， 得到了中國客戶的認可，市場份額得到了提升，可以說超小型DIPIPMTM產品為三菱電機在中國市場的表現做出了杰出貢獻，在產品設計上是非常經典的一類DIPIPMTM模塊，至今這個封裝的產品依舊活躍在市場上。
小菱角: 關于DIPIPMTM和三菱電機的歷史，我們有了大體的了解，簡單總結一下三菱電機之所以能夠在市場取得成功，一個是因為技術領先，是DIPIPMTM產品的初創者，另一個是能夠根據迅速增長的市場需求開發出滿足市場要求的產品。各位還有補充的嗎？商總：之所以三菱電機DIPIPMTM能夠在過去的一段時間里獲得市場認可，首先是有好的產品（高性能和高品質），其次是廣大中國客戶對三菱電機產品品質的信賴，再次是有一個正確的市場策略，同時也是市場銷售人員和技術支持人員共同努力的結果。
現實篇：產品性能及應用
了解了三菱電機DIPIPMTM的歷史，可謂系出名門，占據了先發優勢，并在很長時間內在市場處于領先地位，那么現在的情況又怎樣呢？畢竟時間指針已經到了2020，距離DIPIPMTM誕生也過去了整整24年。小菱角: 何老師，您能簡單說一下三菱電機DIPIPMTM目前的應用情況嗎？
何老師：好的，時間過得真的快，從最早在中國市場推廣DIPIPMTM，到現在時間指針已經指向了2020。確實當下的情況與20年前相比，發生了令人無法想象的變化。記得剛開始在中國推廣DIPIPMTM的時候，空調器在中國還是一個“奢侈品”，在2000年左右的時候，中等價位的空調售價在4000~5000元，而當時的工資呢，普通工薪階層的月工資大約在1500~2000元左右，大約2個月的工資可以買一臺空調，而現在呢，目前市場中等價位的空調大約在2500元左右，按照工薪階層的工資4000~5000元計算，每個月的工資大約能買1.5~2臺空調。從這個意義上講，三菱電機DIPIPMTM的當前市場環境發生了巨大變化。首先競爭對手變得非常多，其次客戶對性價比的要求更高，另外市場波動也較20年前明顯增加，特別是今年，各種因素疊加的影響，為DIPIPMTM的市場需求增加了太多的不確定性，對三菱電機來說也是巨大挑戰。總的說來目前三菱電機的市場表現還不錯，特別是在變頻家電領域，三菱電機每年都有數千萬顆DIPIPMTM產品被應用到變頻空調、變頻洗衣機等變頻家電中，目前累計出貨量已超8億顆。小菱角: 何老師，在市場充滿不確定的前提下，三菱電機有什么應對措施嗎，還是消極等待？何老師：市場不確定帶來的巨大挑戰，對各個市場參與者來說都是平等的，對于三菱電機，認真做好自己的產品開發，我想是首先應該做到的。畢竟作為技術型企業，生產出好產品是三菱電機的立身之本。目前三菱電機正在抓緊完善SLIMDIP的產品系列，以滿足廣大客戶對產品性能和進一步小型化的更高要求。有了好的產品再加上有針對性的市場策略，三菱電機DIPIPMTM產品還是會有很好的市場表現的。小菱角：談到好的產品，三菱電機最近推出的SLIMDIP系列產品受到了客戶的關注，能簡單談一下SLIMDIP產品的主要特點嗎？小嶺哥：SLIMDIP系列產品是三菱電機繼超小型封裝后推出的具有劃時代意義的新一代產品。其封裝比超小型封裝的尺寸減小約30%，其內置芯片采用了RC-IGBT芯片。RC-IGBT芯片是一種逆導型芯片，所謂逆導型，指的是IGBT芯片的電流可以從正反雙向流動，而承載反向電流的續流二極管通過半導體工藝與IGBT集成在了一個芯片上。這樣的話在SLIMDIP模塊內部不需要再單獨封裝起續流作用的二極管芯片，模塊內部功率芯片的數量也從傳統產品的12個變成了6個。功率芯片數量的減少，不僅減小了整體模塊的尺寸，也使模塊生產的效率得到了提升，降低了成本。
小嶺哥：SLIMDIP系列產品主要的應用領域是家電應用，如變頻空調、變頻空調風機、變頻洗衣機、洗碗機、抽油煙機等等。家電行業對DIPIPMTM成本要求較高并且數量需求巨大，對工廠生產的效率有較高要求，在某種意義上對家電行業來說，生產效率也是很重要的競爭力。
小菱角：SLIMDIP主要面向家用領域，那對于工業應用領域，三菱電機能否提供相應的DIPIPMTM解決方案呢？何老師：作為在DIPIPMTM領域的領先供應商，三菱電機具有該領域豐富的產品線。與家電領域相比，工業領域相對來說應用環境更為惡劣，對模塊的絕緣耐壓和過載倍數要求更高等等。由于三菱電機在設計之初就充分考慮產品應用的兼容性，使得產品應用領域不局限在某一領域，比如三菱電機的大型DIPIPMTM、小型DIPIPMTM不僅在家電領域同樣在工業領域也得到了廣泛應用，獲得了不同應用領域客戶的認可。另外針對特殊領域，例如目前比較火的電動汽車領域，三菱電機大型DIPIPMTM產品正在做相關的AEC-Q認證，以滿足電動汽車領域客戶的更高要求。最近三菱電機又推出了結溫高達175℃的第7代超小型DIPIPMTM和小型DIPIPMTM產品，就特別適合對電流過載倍數要求高的工業領域。
小菱角: SiC 產品目前在市場非常流行，三菱電機是否有SiC的DIPIPMTM呢？何老師：作為一種新型半導體材料，SiC也同樣受到了三菱電機的關注，很早就開始了SiC產品的相關研究和開發。對于DIPIPMTM來說，三菱電機也已推出了相關的產品，比如PSF15S92F6/ PSF25S92F6就是15A/25A的全SiC MOSFET DIPIPMTM，該產品已經成功應用到了日本高能效變頻空調當中。
小菱角：有了好的產品，怎樣進行設計和使用？如何解決生產和市場中的問題？各位是否能給我們的用戶分享一下經驗。
商總：作為曾經的DIPIPMTM設計者，我認為好的產品不管是DIPIPMTM產品，還是變頻控制器產品，首先是設計出來的，設計的好壞直接決定最終產品的市場表現，因此好產品設計是基礎。何老師：對于好的產品，設計是基礎。對于每一種應用都需要根據其需求進行具體問題具體分析，如同一種DIPIPMTM產品，若應用到變頻空調上，其設計可能相對簡單一些，但目前可能要做過溫降頻的設計；若應用到工業領域，其要求的DIPIPMTM電流過載倍數通常比家電應用的過載倍數要大，設計上就有做相關的考慮與處理；又比如如果應用到電動汽車空調上，對DIPIPMTM模塊的電磁兼容性能、耐振動沖擊的要求又遠遠大于在變頻家電的應用，也需要做相應的處理。小嶺哥：對于生產和市場中常見的DIPIPMTM不良問題，個人認為首先需要建立良好的質量保證體系，基于這個質量保證體系對相關產品不良進行管理，沒有體系就沒有好的產品質量，有了體系才能對質量水平進行長期的管控。頭疼醫頭腳疼醫腳的方式很難對質量問題進行徹底改進。質量管控首先應該從源頭進行管控，比如對DIPIPMTM來說，首先對設計端的質量進行把關，再次對產品生產過程進行控制，最后對市場不良的進行統計改進。對于市場不良，通常對于短期失效的管控要優先于中長期的失效管控，總之需要從源頭進行控制。
小菱角：除了選用SiC等材料，未來三菱電機DIPIPMTM的發展還將側重哪些方面？商總：回望三菱電機DIPIPMTM的發展歷程，高能效、集成化、智能化為客戶提供高性價比的產品是三菱電機一直以來的追求。未來三菱電機也將沿著這條主線進行相關產品的開發推廣，比如三菱電機的DIPIPM+產品就是目前該領域集成度最高的產品，內置了變頻驅動所需的所有單元，包括整流、逆變、剎車等功率單元和驅動單元；SiC DIPIPMTM可以大大提高逆變器的效率；三菱電機貼片封裝的SOPIPM模塊，就內置了互鎖和自舉電容等功能，集成度、智能程度進一步提高。
