高端電力電子器件彌補差距仍需創新突破

    隨著電力電子器件產業日益受到國家重視，國家對企業和科研機構的扶持力度也在逐漸增大。我國電力電子行業在科研和產業化不斷取得突破的同時，也面臨著諸多亟待克服的困難。

    電力電子器件技術直接關系到變流技術的發展與進步，是建設節約型社會和創新型國家的關鍵技術。近幾年來，電力電子器件技術水平不斷提高，應用領域日益廣泛，逐漸成為了國民經濟發展中基礎性的支柱型產業之一。

國家政策支持重點明確

    隨著我國特高壓直流輸電、高壓變頻、交流傳動機車/動車組、城市軌道交通等技術發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。但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、富士等少數幾家，我國只有少數小功率IGBT的封裝線，還不具備研發、制造管芯的能力和大功率IGBT的封裝能力，因此在技術上受制于人，這對國民經濟的健康發展與國家安全極其不利。

    為貫徹落實“十一五”高技術產業發展規劃和信息產業發展規劃，全面落實科學發展觀，推進節能降耗，促進電力電子技術和產業的發展，根據國家發改委2007 年發布的《關于組織實施新型電力電子器件產業化專項有關問題的通知》，國家將實施電力電子器件產業專項，提高新型電力電子器件技術和工藝水平，促進產業發展，滿足市場需求，以技術進步和產業升級推進節能降耗;推動產、學、研、用相結合，突破核心基礎器件發展的關鍵技術，完善電力電子產業鏈，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，增強企業自主創新能力。支持的重點包括以下方面：在芯片產業化方面，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;在模塊產業化方面，主要支持電力電子器件系統集成模塊，智能功率模塊（IPM）和用戶專用功率模塊（ASPM）;在應用裝置產業化方面，重點圍繞電機節能、照明節能、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。

中國企業邁向高端市場

    在產業政策支持和國民經濟發展的推動作用下，我國電力電子產業化水平近年來有很大的提升。株洲南車時代電氣股份有限公司一直致力于推動我國電力電子產業的發展，具備很強的技術創新能力。南車時代電氣通過自主創新，掌握了具有自主知識產權的全壓接技術，基于全壓接技術開發的系列高壓大功率電力電子器件入選了國家重點新產品。尤其是基于5英寸全壓接技術，承擔了科技部“十一五”科技支撐計劃——特高壓直流輸電換流閥及6英寸晶閘管研發項目，并成功開發出了6英寸晶閘管。南車時代電氣通過多年來的創新和積累，掌握了IGCT全套設計和制造技術，拉近了與國際先進水平的差距。同時，南車時代電氣立足于IGBT應用技術，消化吸收國外先進技術，在大功率IGBT的可靠性研究和試驗等關鍵技術上取得了突破，為IGBT的封裝和芯片研究打下了較好的基礎。
    國內電力電子行業通過技術上的不斷探索與追求，使得我國電力電子技術水平在不斷地與國際水平接近，在一些高端市場，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;南車時代電氣近年來也逐步進入了高壓直流輸電、SVC（動態無功補償裝置）等領域。

彌補差距仍需創新突破

    雖然我國電力電子技術水平在不斷提高，但國內企業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展對電力電子技術進步的要求，也不能滿足建設資源節約型和環境友好型社會的迫切需求。因此，我國電力電子企業仍然任重而道遠。

   在新型電力電子器件的開發上，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，已經發展到了商業化的第五代，而我國只有少數企業從事中小功率IGBT的封裝，而且尚未形成產業規模。而在IGBT芯片的產業化以及大功率IGBT的封裝方面，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和微電子器件企業的技術融合、取長補短，實現IGBT的產業化，才能填補我國基礎工業中先進電力電子器件的空白，改變技術上受制于人的局面。

    在高端傳統型器件的國產化方面，還需要進一步加快進程。傳統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型器件等需求巨大，而我國僅有少數幾家優勢企業通過自主創新，掌握了高端器件的制造技術，大部分企業還停留在中低端器件的制造上。

    在電力電子器件新工藝的研究方面還需加大研發力度。一代工藝影響一代產品，電力電子工藝技術精密復雜，我國在低溫鍵合、離子注入、類金金剛石膜等一些新型的關鍵工藝技術上，還缺乏系統的創新能力，必須加速其研發進程。

    在產業化能力建設方面需要上新臺階。提升電力電子產業化能力，有利于打造現代化和完整的裝備制造業的產業鏈，使電力電子技術在建設創新型、節能環保型的和諧社會中發揮更大作用。