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電力電子業(yè)突破技術瓶頸任重道遠

發(fā)布時間:2009-05-12

機遇與挑戰(zhàn):
  • 電力電子器件產業(yè)日益受到國家的重視,國家對其生產企業(yè)和科研機構的扶持力度也在逐步加大
  • 但全行業(yè)仍面臨諸多困難,尤其是關鍵技術受制于人,嚴重影響行業(yè)持續(xù)發(fā)展
  • 我國對5英寸及6英寸晶閘管、IGCT、IGBT的需求非常緊迫,而且需求量也非常大
  • 國內市場所需的高端電力電子器件主要依賴進口
  • 在技術上長期受制于人,這對國民經濟的健康發(fā)展與國家安全極其不利
  • 我國電力電子行業(yè)追上國際水平仍然任重道遠,在高端傳統(tǒng)型器件國產化方面,需要進一步加快進程

市場數(shù)據(jù):
  • 預計國內每年需要5英寸、6英寸晶閘管、IGCT、IGBT的總量將達到50萬只以上
  • IGBT國際上已經發(fā)展到了商業(yè)化的第五代,而我國只有少數(shù)企業(yè)從事中小功率IGBT的封裝

近年來,我國電力電子器件產業(yè)技術水平不斷提高,應用領域日益廣泛,已逐漸成為國民經濟發(fā)展中基礎性的支柱產業(yè)之一。隨著電力電子器件產業(yè)日益受到國家的重視,國家對其生產企業(yè)和科研機構的扶持力度也在逐步加大。然而,在科研和產業(yè)化不斷取得突破的同時,全行業(yè)仍面臨諸多困難,尤其是關鍵技術受制于人,嚴重影響行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

得到政策扶持
電力電子器件產業(yè)直接關系到變流技術的發(fā)展與進步,其技術水平成為建設節(jié)約型社會和創(chuàng)新型國家的關鍵因素。

隨著我國特高壓直流輸電、高壓變頻、交流傳動機車動車組、城市軌道交通等領域技術發(fā)展和市場需求的增加,對5英寸及6英寸晶閘管、IGCT(集成門極換流晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)的需求非常緊迫,而且需求量也非常大。預計國內每年需要5英寸、6英寸晶閘管、IGCT、IGBT的總量將達到50萬只以上。然而目前國內市場所需的高端電力電子器件主要依賴進口。

以IGBT為例,全球IGBT主要供應商集中在英飛凌、三菱、ABB、富士等少數(shù)幾家公司。目前,我國只有少數(shù)小功率IGBT的封裝線,還不具備研發(fā)、制造管芯的能力和大功率IGBT的封裝能力。因此,在技術上長期受制于人,這對國民經濟的健康發(fā)展與國家安全極其不利。

為貫徹落實“十一五”高技術產業(yè)發(fā)展規(guī)劃和信息產業(yè)發(fā)展規(guī)劃,全面落實科學發(fā)展觀,推進節(jié)能降耗,促進電力電子技術和產業(yè)的發(fā)展,根據(jù)國家發(fā)改委《關于組織實施新型電力電子器件產業(yè)化專項有關問題的通知》,我國將實施電力電子器件產業(yè)專項政策,提高新型電力電子器件技術和工藝水平。

其主要內容包括:促進產業(yè)發(fā)展,滿足市場需求,以技術進步和產業(yè)升級推進節(jié)能降耗;推動產、學、研、用相結合,突破核心基礎器件發(fā)展的關鍵技術,完善電力電子產業(yè)鏈,促進具有自主知識產權的芯片和技術的推廣應用;培育骨干企業(yè),增強企業(yè)自主創(chuàng)新能力。

其主要支持的重點領域有:在芯片產業(yè)化方面,主要支持IGBT、金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)、快恢復二極管(FRD)、功率集成電路(PIC)、IGCT等產品的芯片設計、制造、封裝測試和模塊組裝。

在模塊產業(yè)化方面,主要支持電力電子器件系統(tǒng)集成模塊,智能功率模塊(IPM)和用戶專用功率模塊(ASPM)。

在應用裝置產業(yè)化方面,重點圍繞電機節(jié)能、照明節(jié)能、交通、電力、冶金等領域需求,支持應用具有自主知識產權芯片和技術的電力電子裝置。

仍需突破創(chuàng)新
在產業(yè)政策支持和國民經濟發(fā)展的推動作用下,我國電力電子產業(yè)化水平近年來有很大提高。通過技術上的不斷探索與追求,使其技術水平逐步與國際水平接近,尤其是在一些高端市場領域已經占有一席之地。例如西安電力電子技術研究所通過引進消化技術,產品已經在高壓直流輸電等高端領域批量應用。

值得關注的是,雖然我國電力電子技術水平在不斷提高,但國內企業(yè)與國際大公司相比還存在著較大的差距,尚不能滿足國民經濟發(fā)展對電力電子技術進步的要求,也不能滿足建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的迫切需要。據(jù)此分析,我國電力電子行業(yè)追上國際水平仍然任重而道遠。

目前,在新型電力電子器件的開發(fā)上,需要探索更加積極有效的模式。在國際上,IGBT作為一種主流器件,已經發(fā)展到了商業(yè)化的第五代,而我國只有少數(shù)企業(yè)從事中小功率IGBT的封裝,而且尚未形成產業(yè)規(guī)模。我國在IGBT芯片的產業(yè)化以及大功率IGBT的封裝領域,技術更是一片空白。因此,探索更加積極、有效的模式,促成電力電子器件企業(yè)和微電子器件企業(yè)的技術融合、取長補短,實現(xiàn)IGBT的產業(yè)化,才能盡快填補我國基礎工業(yè)中先進電力電子器件的空白,改變技術上受制于人的局面。

同時,在高端傳統(tǒng)型器件的國產化方面,還需要進一步加快進程。傳統(tǒng)型的電力電子器件主要指晶閘管,其在許多關鍵領域仍具有不可替代的作用,尤其是隨著變流裝置容量的不斷加大,對高壓大電流的高端傳統(tǒng)型器件等產品的需求巨大,而我國僅有少數(shù)幾家優(yōu)勢企業(yè)通過自主創(chuàng)新掌握了高端器件的制造技術,大部分企業(yè)還停留在中低端器件的制造上。

從行業(yè)總體看,在電力電子器件新工藝的研究方面還需加大研發(fā)力度。一代工藝影響一代產品,電力電子工藝技術精密復雜,而國內生產企業(yè)在低溫鍵合、離子注入、類金金剛石膜等新型的關鍵工藝技術上還缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新能力,必須加速其研發(fā)進程。

與此同時,在產業(yè)化能力建設方面還需要上新臺階。大力提升電力電子產業(yè)化能力,將有利于打造現(xiàn)代化和完整的裝備制造業(yè)產業(yè)鏈,從而使電力電子行業(yè)在建設創(chuàng)新型、節(jié)能環(huán)保型的和諧社會中發(fā)揮更大的作用。


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