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2021-10
2017-2021年中國電力電子企業(yè)運營效益分析
根據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會對電力電子行業(yè)35個主要生產(chǎn)廠家基本生產(chǎn)情況的統(tǒng)計，2014年，35家企業(yè)共實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值（現(xiàn)行價）3061810.10萬元，比上年增長24.62%；工業(yè)銷售產(chǎn)值（現(xiàn)行價）2979212.43萬元，比上年增長22.61%；工業(yè)增加值（現(xiàn)行價）699446.69萬元，比上年增長52.27%；主營業(yè)務(wù)收入2998884.78萬元，比上年增長24.23%；主營業(yè)務(wù)利潤334139.26萬元，比上年增長14.16%；盈虧相抵后實現(xiàn)利潤總額175060.83萬元，比上年減少7.20%。 ? 2014年電力電子行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)、銷、存情況： 35個企業(yè)共生產(chǎn)電力電子器件2079487萬只，銷售2022561萬只（其中銷往國外23900萬只）；生產(chǎn)電力半導(dǎo)體器件和電力電子設(shè)備配套件1032萬套+780噸，銷售992萬套+705噸（其中銷往國外407萬套+140噸）；生產(chǎn)電力電子設(shè)備72萬多臺、1187萬千瓦，銷售70萬多臺、1344萬千瓦（其中銷往國外9萬臺、15萬多千瓦）。 中投顧問發(fā)布的《2017-2021年中國電力電子行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》數(shù)據(jù)顯示，2016年全國全社會用電量5.92萬億千瓦時、同比增長5.0%；全國主要電力企業(yè)合計完成投資同比增長3.3%，其中電網(wǎng)投資同比增長16.9%、電源投資同比下降12.9%（火電增長0.9%、水電下降22.4%、風(fēng)電下降25.3%、核電下降10.5%）。
2021-10-11
第三代半導(dǎo)體電力電子器件和產(chǎn)業(yè)趨勢詳解
第3代半導(dǎo)體是指以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、金剛石、氧化鋅（ZnO）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，各類半導(dǎo)體材料的帶隙能比較見表1。與傳統(tǒng)的第1代、第2代半導(dǎo)體材料硅（Si）和砷化鎵（GaAs）相比，第3代半導(dǎo)體具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高、介電常數(shù)小等獨特的性能，使其在光電器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測器件等方面展現(xiàn)出巨大的潛力，是世界各國半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的熱點。 ? 第三代半導(dǎo)體電力電子器件和產(chǎn)業(yè)趨勢詳解 ? 主要應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展概況 目前，第3代半導(dǎo)體材料正在引起清潔能源和新一代電子信息技術(shù)的革命，無論是照明、家用電器、消費電子設(shè)備、新能源汽車、智能電網(wǎng)、還是軍工用品，都對這種高性能的半導(dǎo)體材料有著極大的需求。根據(jù)第3代半導(dǎo)體的發(fā)展情況，其主要應(yīng)用為半導(dǎo)體照明、電力電子器件、激光器和探測器、以及其他4個領(lǐng)域，每個領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)成熟度各不相同（見圖1）。 ? 第三代半導(dǎo)體電力電子器件和產(chǎn)業(yè)趨勢詳解 ? 電力電子器件 在電力電子領(lǐng)域，寬禁帶半導(dǎo)體的應(yīng)用剛剛起步，市場規(guī)模僅為幾億美元。其應(yīng)用主要集中在軍事尖端裝備領(lǐng)域，正逐步向民用領(lǐng)域拓展。微波器件方面，GaN高頻大功率微波器件已開始用于軍用雷達、智能武器和通信系統(tǒng)等方面。在未來，GaN微波器件有望用于4G～5G移動通訊基站等民用領(lǐng)域。功率器件方面，GaN和SiC兩種材料體系的應(yīng)用領(lǐng)域有所區(qū)別。Si基GaN器件主要的應(yīng)用領(lǐng)域為中低壓（200～1 200V）， 如筆記本、高性能服務(wù)器、基站的開關(guān)電源；而SiC基GaN則集中在高壓領(lǐng)域（＞1 200V），如太陽能發(fā)電、新能源汽車、高鐵運輸、智能電網(wǎng)的逆變器等器件。 ? 第三代半導(dǎo)體電力電子器件和產(chǎn)業(yè)趨勢 在20世紀(jì)，硅基半導(dǎo)體電力電子器件被廣泛應(yīng)用于計算機、通信和能源等行業(yè)，為人們帶來了各種強大的電子設(shè)備，深刻地改變著每一個人的生活，在過去的幾十年中一直推動著科學(xué)的進步和發(fā)展。隨著硅基電力電子器件逐漸接近其理論極限值，利用寬禁帶半導(dǎo)體材料制造的電力電子器件顯示出比Si和GaAs更優(yōu)異的特性，給電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的生機。相對于Si材料，使用寬禁帶半導(dǎo)體材料制造新一代的電力電子元件，可以變得更小、更快、更可靠和更高效。這將減少電力電子元件的質(zhì)量、體積以及生命周期成本，允許設(shè)備在更高的溫度、電壓和頻率下工作，使得電子電子器件使用更少的能量卻可以實現(xiàn)更高的性能?；谶@些優(yōu)勢，寬禁帶半導(dǎo)體在家用電器、電力電子設(shè)備、新能源汽車、工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、高壓直流輸電設(shè)備、移動電話基站等系統(tǒng)中都具有廣泛的應(yīng)用前景。 ? 軍事方面的應(yīng)用 ? 最初，針對禁帶半導(dǎo)體的研究與開發(fā)主要是為了滿足軍事國防方面的需求。早在1987年，美國政府和相關(guān)研究機構(gòu)就促成了科銳公司（Cree）的成立，專門從事SiC半導(dǎo)體的研究。隨后，美國國防部和能源部先后啟動了“寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)計劃”和“氮化物電子下一代技術(shù)計劃”，積極推動SiC和GaN寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。美國政府一系列的部署引發(fā)了全球范圍內(nèi)的激烈競爭，歐洲和日本也相繼開展了相關(guān)研究。歐洲開展了面向國防和商業(yè)應(yīng)用的“KORRIGAN”計劃和面向高可靠航天應(yīng)用的“GREAT2”計劃。日本則通過“移動通訊和傳感器領(lǐng)域半導(dǎo)體器件應(yīng)用開發(fā)”、“氮化鎵半導(dǎo)體低功耗高頻器件開發(fā)”等計劃推動第3代半導(dǎo)體在未來通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。經(jīng)過多年的發(fā)展，發(fā)達國家在寬禁帶半導(dǎo)體材料、器件及系統(tǒng)的研究上取得了豐碩的成果，實現(xiàn)了在軍事國防領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 ? 由于SiC和GaN兩種材料的特性不同，它們的應(yīng)用領(lǐng)域也有所區(qū)別：GaN主要是用作微波器件，而SiC主要是作為大功率高頻功率器件。GaN材料的功率密度是現(xiàn)有GaAs器件的10倍，是制造微波器件的理想材料，被應(yīng)用于雷達、電子對抗、智能化系統(tǒng)及火控裝備，用來提高雷達性能和減小體積。根據(jù)報道，美國海軍新一代干擾機吊艙、空中和導(dǎo)彈防御雷達AMDR正在采用GaN來替代GaAs 器件，以取代洛馬公司的SPY-1相控陣?yán)走_（宙斯盾系統(tǒng)核心雷達）。SiC則應(yīng)用于高壓、高溫、強輻照等惡劣條件下工作的艦艇、飛機及智能武器電磁炮等眾多軍用電子系統(tǒng)，起到抵抗極端環(huán)境和降低能耗的作用。美國新型航空母艦CVN-21級福特號配備的4個電磁彈射系統(tǒng)均靠電力驅(qū)動，能在300英尺的距離內(nèi)把飛機速度提高到160海里/h。其區(qū)域配電系統(tǒng)采用全SiC器件為基礎(chǔ)的固態(tài)功率變電站，這使得每個變壓器的質(zhì)量從6t減少為1.7t，體積從10m3減少為2.7m3。
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