電力半導(dǎo)體器件的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要：若想促使電能穩(wěn)定生產(chǎn)、穩(wěn)定輸送及高效利用，就應(yīng)針對電等各項(xiàng)參數(shù)展開調(diào)節(jié)與控制。目前，電力電子變流技術(shù)恰恰就是可以有效變換電能各項(xiàng)參數(shù)的技術(shù)，因該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，帶動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及性能的提升，大幅度節(jié)約電能，并降低了能源消耗，為機(jī)電一體化帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。鑒于此，本文就圍繞電力半導(dǎo)體器件，積極探討其發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，以供相關(guān)人士借鑒。

關(guān)鍵詞：電力半導(dǎo)體;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言：電力電子技術(shù)是綜合型技術(shù)，主要由電力半導(dǎo)體器件、控制技術(shù)以及電力變流等組成。伴隨信息電子技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)蓬勃發(fā)展，電力電子技術(shù)也隨之發(fā)展起來?，F(xiàn)階段，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為我國工業(yè)化生產(chǎn)與發(fā)展時(shí)必不可少的技術(shù)，在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位，理應(yīng)引起相關(guān)人士的關(guān)注重視。

1 電力半導(dǎo)體器件發(fā)展現(xiàn)狀

1.1市場規(guī)模迅速擴(kuò)張

目前，電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用范圍極其廣泛，普遍出現(xiàn)在工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)、智能電網(wǎng)、醫(yī)療器械、網(wǎng)絡(luò)通信以及軌道交通等多領(lǐng)域。在各應(yīng)用領(lǐng)域需求刺激下，我國功率器件市場規(guī)模迅速增長，銷售額與日俱增。目前，我國已成為全球最大的功率器件市場，智能電網(wǎng)、太陽能、半導(dǎo)體照明等早已上升到國家戰(zhàn)略層面。

1.2電力半導(dǎo)體器件發(fā)展歷程

在電力半導(dǎo)體器件發(fā)展史，經(jīng)歷了SCR、GTO、MOSFET、IGBT等諸多階段，（具體如下圖1所示），日益朝向高頻率大容量、低損耗等方向發(fā)展。相比其他電力電子器件，IGBT更可靠一些，驅(qū)動(dòng)相對簡單，且不用緩沖電路。為了能夠提升性能，相關(guān)研究人員采用諸多集成電路工藝技術(shù)，如精細(xì)光刻與離子注入等。同時(shí)，兼顧著電力半導(dǎo)體器件發(fā)展時(shí)所需的工藝，這便為其未來發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2 電力半導(dǎo)體器件發(fā)展前景

2.1政策方面

目前，我國已經(jīng)出臺了諸多電力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持政策，對該行業(yè)的未來發(fā)展提供了有力的政策保障。如，在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》等諸多政策中，都表明電力電子技術(shù)、半導(dǎo)體功率器件技術(shù)等是未來我國高科技領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí)，國家及有關(guān)部門倡導(dǎo)實(shí)施產(chǎn)學(xué)研發(fā)展模式，全面完善電力電子產(chǎn)業(yè)鏈，并完善自主知識產(chǎn)權(quán)，全面增強(qiáng)該行業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新力為，我國電力半導(dǎo)體器件未來發(fā)展奉獻(xiàn)力量[1]。

2.2節(jié)能環(huán)保政策推進(jìn)行業(yè)迅速成長

伴隨全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，能源資源短缺問題極其顯著，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)及節(jié)能減排，儼然已成為世界范圍內(nèi)諸多國家及地區(qū)的共識。相比國際先進(jìn)水準(zhǔn)，我國總體能源應(yīng)用效率偏低，所以在未來一段時(shí)間內(nèi)，節(jié)能環(huán)保及降低能耗已成為我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)不可忽視的課題。我國早已提出節(jié)約資源戰(zhàn)略，并出臺多項(xiàng)政策鼓勵(lì)節(jié)能環(huán)?？萍夹袠I(yè)的發(fā)展，倡導(dǎo)創(chuàng)新技術(shù)。在這種情勢下，電力電子技術(shù)的出現(xiàn)，便可促進(jìn)電能生產(chǎn)、電能控制、電能應(yīng)用等，提升電能使用效率，降低待機(jī)功耗，大幅度改善電機(jī)運(yùn)行性能[2]。同時(shí)，由于電力電子與相關(guān)控制技術(shù)應(yīng)用相對廣泛。為此，該行業(yè)終將成為推動(dòng)節(jié)能減排政策順利落實(shí)的有效抓手。

2.3全球產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整影響其發(fā)展

電力電子行業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了國際一流電力電子公司的成長。對于發(fā)達(dá)國家、發(fā)達(dá)地區(qū)而言，電力人力成本逐漸提高，這也加速了電力電子行業(yè)的成熟速度。另一方面，我國電力電子產(chǎn)業(yè)在全球市場內(nèi)極具競爭力，已經(jīng)形成了完善的供應(yīng)鏈及技術(shù)鏈，且市場反應(yīng)度足夠靈敏，人力成本并不高。受社會(huì)大環(huán)境的影響，便推進(jìn)了全球電力電子產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整，這便為我國電力電子行業(yè)諸多公司的發(fā)展，帶來了難得機(jī)遇。

2.4市場空間方面

市場空間的增長，促使電力電子及有關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展，已經(jīng)滲透了社會(huì)上的各行各業(yè)之中，從傳統(tǒng)電子消費(fèi)、印刷包裝、醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)化控制等，到最近幾年新興的風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車、軌道交通等領(lǐng)域，均少不了電力電子及有關(guān)控制技術(shù)的支持。由于該技術(shù)極具獨(dú)特屬性，便決定了該行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間及市場增長空間，并強(qiáng)化了該行業(yè)發(fā)展時(shí)的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在下面三點(diǎn)：其一，下游應(yīng)用空間的拓展，帶動(dòng)了該行業(yè)技術(shù)的升級，為該行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了契機(jī)。隨著電力電子器件裝置的改進(jìn)及發(fā)展，更是掀起了電力電子器件革命[3]。其二，下游行業(yè)廣闊分布，極具分散性，所以就需要該行業(yè)的企業(yè)成功搭建研發(fā)平臺、生產(chǎn)平臺等，推出更多電力半導(dǎo)體器件產(chǎn)品，進(jìn)而有效分散經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。其三，終端應(yīng)用行業(yè)足夠廣泛，利于該產(chǎn)業(yè)的成長，可以進(jìn)一步細(xì)分市場戰(zhàn)略，在一定程度上減緩行業(yè)企業(yè)競爭力。由此可見，電力電子半導(dǎo)體器件的市場前景極其可觀。

結(jié)束語：綜上所述，隨著國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展以及節(jié)能減排等戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)，勢必會(huì)推動(dòng)我國電力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長，促使該產(chǎn)業(yè)日益朝向全球化趨勢發(fā)展，真正達(dá)到國家發(fā)展戰(zhàn)略需求，輻射國民經(jīng)濟(jì)的增長。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘英輝，弓巧俠，李夢珂，馬劉紅，段智勇.淺談“半導(dǎo)體器件物理”教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2021，43（02）：27-29.

[2]漆宇，李彥涌，胡家喜，范偉，唐威.SiC功率器件應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].大功率變流技術(shù)，2016（05）：1-6.

[3]易躍镕.電力電子器件的發(fā)展與應(yīng)用分析[J].智能城市，2016，2（08）：65.

作者簡介：

項(xiàng)衛(wèi)光（1969-4-）男，漢，籍貫：浙江縉云，研究方向：電力電子器件。