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电力电子业突破技术瓶颈任重道远

行业聚焦点中国仪表网2009年05月14日 09:13人气:4474

近年来,我国电力电子器件产业技术水平不断提高,应用领域日益广泛,已逐渐成为国民经济发展中基础性的支柱产业之一。随着电力电子器件产业日益受到国家的重视,国家对其生产企业和科研机构的扶持力度也在逐步加大。然而,在科研和产业化不断取得突破的同时,全行业仍面临诸多困难,尤其是关键技术受制于人,严重影响行业持续发展。
  
得到政策扶持
      电力电子器件产业直接关系到变流技术的发展与进步,其技术水平成为建设节约型社会和创新型国家的关键因素。
      随着我国特高压直流输电、高压变频、交流传动机车/动车组、城市轨道交通等领域技术发展和市场需求的增加,对5英寸及6英寸晶闸管、IGCT(集成门极换流晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)的需求非常紧迫,而且需求量也非常大。预计国内每年需要5英寸、6英寸晶闸管、IGCT、IGBT的总量将达到50万只以上。然而目前国内市场所需的高端电力电子器件主要依赖进口。
  以IGBT为例,全球IGBT主要供应商集中在英飞凌、三菱、ABB、富士等少数几家公司。目前,我国只有少数小功率IGBT的封装线,还不具备研发、制造管芯的能力和大功率IGBT的封装能力。因此,在技术上长期受制于人,这对国民经济的健康发展与国家安全极其不利。
  为贯彻落实“十一五”高技术产业发展规划和信息产业发展规划,全面落实科学发展观,推进节能降耗,促进电力电子技术和产业的发展,根据国家发改委《关于组织实施新型电力电子器件产业化专项有关问题的通知》,我国将实施电力电子器件产业专项政策,提高新型电力电子器件技术和工艺水平。
  其主要内容包括:促进产业发展,满足市场需求,以技术进步和产业升级推进节能降耗;推动产、学、研、用相结合,突破核心基础器件发展的关键技术,完善电力电子产业链,促进具有自主知识产权的芯片和技术的推广应用;培育骨干企业,增强企业自主创新能力。
  其主要支持的重点领域有:在芯片产业化方面,主要支持IGBT、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、快恢复二极管(FRD)、功率集成电路(PIC)、IGCT等产品的芯片设计、制造、封装测试和模块组装。
  在模块产业化方面,主要支持电力电子器件系统集成模块,智能功率模块(IPM)和用户专用功率模块(ASPM)。
  在应用装置产业化方面,重点围绕电机节能、照明节能、交通、电力、冶金等领域需求,支持应用具有自主知识产权芯片和技术的电力电子装置。
  

仍需突破创新
  在产业政策支持和国民经济发展的推动作用下,我国电力电子产业化水平近年来有很大提高。通过技术上的不断探索与追求,使其技术水平逐步与国际水平接近,尤其是在一些高端市场领域已经占有一席之地。例如西安电力电子技术研究所通过引进消化技术,产品已经在高压直流输电等高端领域批量应用。
  值得关注的是,虽然我国电力电子技术水平在不断提高,但国内企业与国际大公司相比还存在着较大的差距,尚不能满足国民经济发展对电力电子技术进步的要求,也不能满足建设资源节约型和环境友好型社会的迫切需要。据此分析,我国电力电子行业追上国际水平仍然任重而道远。
  目前,在新型电力电子器件的开发上,需要探索更加积极有效的模式。在国际上,IGBT作为一种主流器件,已经发展到了商业化的第五代,而我国只有少数企业从事中小功率IGBT的封装,而且尚未形成产业规模。我国在IGBT芯片的产业化以及大功率IGBT的封装领域,技术更是一片空白。因此,探索更加积极、有效的模式,促成电力电子器件企业和微电子器件企业的技术融合、取长补短,实现IGBT的产业化,才能尽快填补我国基础工业中先进电力电子器件的空白,改变技术上受制于人的局面。
  同时,在高端传统型器件的国产化方面,还需要进一步加快进程。传统型的电力电子器件主要指晶闸管,其在许多关键领域仍具有不可替代的作用,尤其是随着变流装置容量的不断加大,对高压大电流的高端传统型器件等产品的需求巨大,而我国仅有少数几家优势企业通过自主创新掌握了高端器件的制造技术,大部分企业还停留在中低端器件的制造上。
  从行业总体看,在电力电子器件新工艺的研究方面还需加大研发力度。一代工艺影响一代产品,电力电子工艺技术精密复杂,而国内生产企业在低温键合、离子注入、类金金刚石膜等新型的关键工艺技术上还缺乏系统的创新能力,必须加速其研发进程。
  与此同时,在产业化能力建设方面还需要上新台阶。大力提升电力电子产业化能力,将有利于打造现代化和完整的装备制造业产业链,从而使电力电子行业在建设创新型、节能环保型的和谐社会中发挥更大的作用。

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