電力半導體器件的現狀及發展趨勢

摘 要：若想促使電能穩定生產、穩定輸送及高效利用，就應針對電等各項參數展開調節與控制。目前，電力電子變流技術恰恰就是可以有效變換電能各項參數的技術，因該項技術的應用，帶動了工業生產率、產品質量及性能的提升，大幅度節約電能，并降低了能源消耗，為機電一體化帶來了新的發展機遇。鑒于此，本文就圍繞電力半導體器件，積極探討其發展現狀和未來發展趨勢，以供相關人士借鑒。

關鍵詞：電力半導體;現狀;發展趨勢

引言：電力電子技術是綜合型技術，主要由電力半導體器件、控制技術以及電力變流等組成。伴隨信息電子技術及電子計算機技術蓬勃發展，電力電子技術也隨之發展起來。現階段，電力電子技術已經成為我國工業化生產與發展時必不可少的技術，在國民經濟中占據著重要地位，理應引起相關人士的關注重視。

1 電力半導體器件發展現狀

1.1市場規模迅速擴張

目前，電力半導體器件應用范圍極其廣泛，普遍出現在工業控制、計算機、智能電網、醫療器械、網絡通信以及軌道交通等多領域。在各應用領域需求刺激下，我國功率器件市場規模迅速增長，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、太陽能、半導體照明等早已上升到國家戰略層面。

1.2電力半導體器件發展歷程

在電力半導體器件發展史，經歷了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、低損耗等方向發展。相比其他電力電子器件，IGBT更可靠一些，驅動相對簡單，且不用緩沖電路。為了能夠提升性能，相關研究人員采用諸多集成電路工藝技術，如精細光刻與離子注入等。同時，兼顧著電力半導體器件發展時所需的工藝，這便為其未來發展奠定了技術基礎。

2 電力半導體器件發展前景

2.1政策方面

目前，我國已經出臺了諸多電力半導體產業扶持政策，對該行業的未來發展提供了有力的政策保障。如，在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》《當前優先發展的高技術產產業化重點領域指南》等諸多政策中，都表明電力電子技術、半導體功率器件技術等是未來我國高科技領域發展的關鍵技術之一。同時，國家及有關部門倡導實施產學研發展模式，全面完善電力電子產業鏈，并完善自主知識產權，全面增強該行業相關產業的自主創新力為，我國電力半導體器件未來發展奉獻力量[1]。

2.2節能環保政策推進行業迅速成長

伴隨全球經濟迅速發展，能源資源短缺問題極其顯著，發展綠色經濟及節能減排，儼然已成為世界范圍內諸多國家及地區的共識。相比國際先進水準，我國總體能源應用效率偏低，所以在未來一段時間內，節能環保及降低能耗已成為我國發展經濟時不可忽視的課題。我國早已提出節約資源戰略，并出臺多項政策鼓勵節能環保科技行業的發展，倡導創新技術。在這種情勢下，電力電子技術的出現，便可促進電能生產、電能控制、電能應用等，提升電能使用效率，降低待機功耗，大幅度改善電機運行性能[2]。同時，由于電力電子與相關控制技術應用相對廣泛。為此，該行業終將成為推動節能減排政策順利落實的有效抓手。

2.3全球產業布局調整影響其發展

電力電子行業的迅速發展，帶動了國際一流電力電子公司的成長。對于發達國家、發達地區而言，電力人力成本逐漸提高，這也加速了電力電子行業的成熟速度。另一方面，我國電力電子產業在全球市場內極具競爭力，已經形成了完善的供應鏈及技術鏈，且市場反應度足夠靈敏，人力成本并不高。受社會大環境的影響，便推進了全球電力電子產業布局的調整，這便為我國電力電子行業諸多公司的發展，帶來了難得機遇。

2.4市場空間方面

市場空間的增長，促使電力電子及有關控制技術領域不斷發展，已經滲透了社會上的各行各業之中，從傳統電子消費、印刷包裝、醫療設備、自動化控制等，到最近幾年新興的風力發電、新能源汽車、軌道交通等領域，均少不了電力電子及有關控制技術的支持。由于該技術極具獨特屬性，便決定了該行業具有廣闊的發展空間及市場增長空間，并強化了該行業發展時的優勢，主要體現在下面三點：其一，下游應用空間的拓展，帶動了該行業技術的升級，為該行業產業化發展提供了契機。隨著電力電子器件裝置的改進及發展，更是掀起了電力電子器件革命[3]。其二，下游行業廣闊分布，極具分散性，所以就需要該行業的企業成功搭建研發平臺、生產平臺等，推出更多電力半導體器件產品，進而有效分散經營風險。其三，終端應用行業足夠廣泛，利于該產業的成長，可以進一步細分市場戰略，在一定程度上減緩行業企業競爭力。由此可見，電力電子半導體器件的市場前景極其可觀。

結束語：綜上所述，隨著國家經濟持續發展以及節能減排等戰略的驅動，勢必會推動我國電力半導體產業的成長，促使該產業日益朝向全球化趨勢發展，真正達到國家發展戰略需求，輻射國民經濟的增長。

參考文獻：

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

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

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

作者簡介：

項衛光（1969-4-）男，漢，籍貫：浙江縉云，研究方向：電力電子器件。