《我国发展新型电力电子器件的必要性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我国发展新型电力电子器件的必要性（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我国发展新型电力电子器件的必要性电力电子器件是电力电子技术的基础和核心。电力电子技术的不断突破和发展都是围绕着各种新型电力电子器件的诞生和完善进行的，一代电力电子器件带动一代电力电子技术应用。电力电子技术是一种采用电力电子器件进行功率变换的技术。电力电子技术的特征是高效和节能，这主要是电力电子器件一般工作在较理想的开关状态。 电 力 电 子 学 是 以 电 力 为 对 象 的 电 子 学 ， 与 微 电 子 一 样 ， 都 是 电 子 学 的 一 个 分支 。 但 是 微 电 子 器 件 （ 以 大 规 模 集 成 电 路 为 代 表 ） 受 到 了 人 们 的 广 泛 关 注 和 政 府部
2、门 的 重 视 ， 从 政 府 到 企 业 顷 巨 资 建 了 一 条 又 一 条 亚 微 米 超 大 规 模 集 成 电 路 生 产线 （ 8吋 、 12吋 ） ， 但 对 于 作 为 支 撑 电 力 电 子 领 域 的 核 心 器 件 电 力 电 子 器 件的 投 资 确 很 少 。 因 此 ， 我 国 电 力 电 子 有 种 被 “边 缘 化 ”的 趋 势 ， 目 前 先 进 的 全 控型 电 力 电 子 器 件 全 部 依 赖 进 口 。 所 谓 的 “全 控 型 ”电 力 电 子 器 件 是 指 绝 缘 栅 双 极型 晶 体 管 （ 简 称 IGBT， Insulated Gate
3、Bipolar Transistor） 、 功 率 金 属 -氧 化物 -半 导 体 场 效 应 晶 体 管 （ 简 称 功 率 MOSFET Metal-Oxide-Semicoductor Field Effect Transistor） 等 高 频 自 关 断 电 力 电 子 器 件 。IGBT是一种MOSFET与晶体管复合的器件。它既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶体管的导通电压低，通态电流大，损耗小的显著优点。诞生于20世纪80年代的IGBT从一出现，就以它优异的特性受到了人们的关注和认可，因此其本身的发展和其应用领域的拓展十分迅速。初始主要应用在
4、以变频器、各类电源、电焊机等产品为主的工业控制领域，随着消费电子产品对于功率器件耐压要求和开关频率的不断提升，IGBT逐步从工业产品走进消费电子产品中。由于变频家电、数码家电等消费电子产品中应用IGBT比例不断增大的影响，中国IGBT市场销量一直保持快速发展势头。在众多应用领域的带动下，IGBT已经成为电力电子器件家族中的势不可挡的新兴力量。图1显示了20012005年中国IGBT市场规模。功率 MOSFET由于其工作频率高、 功耗低且使用方便的特点， 几乎所有数字控制的电子 产品都用到功率MOSFET。 前几年，这种产品又向电 路集成方向发展，将IC、电力电子器件和外围电路全部集成在一个芯片
5、或一个较小的体积内组成各种功能模块，是各种电源、接口电路、功率输出电路的必用基础性元件。特别是计算机控制的设备，更离不开这些不断翻新的功能模块，其应用范围相当广泛。功率MOSFET与IGBT在应用范围上合理分工，前者主要应用于小功率，后者应用于中、大功率。由 于 目 前 的 IGBT、 功 率 MOSFET均 在 亚 微 米 的 IC生 产 线 上 生 产 ， 一 次 投 入 大 ， 且技 术 含 量 高 ， 因 此 我 国 有 些 电 力 电 子 生 产 企 业 在 这 些 器 件 的 研 发 上 屡 屡 失 败 ， 而 IC制 造 商 没 有 电 力 电 子 器 件 所 特 有 的 高 压
6、 制 造 技 术 也 没 有 能 力 研 发 。IGBT、功率MOSFET的制造技术主要分四部分：元胞制造，这个与IC存储器的元胞类似，这种技术一般在我国的超大规模IC生产线上已经具备；终端高压制造技术，IGBT、功率MOSFET的高压制造技术（平面结高压技术）与一般电力电子器件所用的台面结高压技术完全不同，目前我国没有这种技术，需要研发；器件封装技术，这种技术我国极个别企业已初步掌握，需要进一步完善和研发；器件的测试技术，状况与相同。据专家了解，这些尚未掌握的技术可以通过攻关来解决，应将电力电子和微电子业界的技术人员组织起来联合研发。由于历史原因，这两方面的人员属于不同的部门而一直未能联动，
7、但在外国的跨国企业中却自然形成。因此世界上掌握IGBT、功率MOSFET的跨国公司均具备这两类人才和巨额资金的优势，而这些正是我国电力电子器件行业的软肋。目前我国生产的电力电子器件主要工作在工频和中频（50Hz8kHz）。IGBT、功率MOSFET的工作频率较高（8kHz1MHz），其设备的体积大为缩小（频率提高一个数量级，体积大约减少一倍）。因此在对体积要求比较高的航天航空、国防和掌上电器中应用的优越性愈加突出，由于这些器件本身功耗越做越小，工作时间增加，节能效果明显许多。鉴于这些高频电力电子器件在工业领域的突出作用，西方国家多年来一直加大力度发展，而我国却举步为艰，IGBT、功率MOSFET全部依赖进口，在竞争上受外国跨国公司的挤压，使采用这些电力电子器件的产品永远比国外慢一步或多步，受制于国外跨国公司，对我国许多高新产品的研发和安全造成了严重影响。为此，我们希望国家领导和政府能给予重视和有力支持，认真研究和制定我国电力电子产业发展规划，统一部署，重点突破，使我国电力电子器件有一个真正的“改朝换代”，满足国民经济的快速和安全发展。
