所屬欄目:電子技術(shù)論文 發(fā)布日期:2020-07-15 09:36 熱度:
下文立足于我國電工電子技術(shù)發(fā)展實際情況,總結(jié)了上世紀七十年代以來的電工電子技術(shù)發(fā)展歷程,然后大致預測了我國電工電子技術(shù)的發(fā)展趨勢,最后根據(jù)電工電子技術(shù)發(fā)展規(guī)律,提出了幾點促進電工電子技術(shù)發(fā)展的建議,以期為電工電子技術(shù)發(fā)展盡一份綿薄之力。時至今日,電工電子技術(shù)在我國已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年發(fā)展實際,電工電子技術(shù)發(fā)展和高新技術(shù)發(fā)展有密切關(guān)系,同時每一代新型電工電子技術(shù)器件的誕生,都會促使電工電子技術(shù)完成一次新的飛躍。目前,各國已經(jīng)全面進入信息化時代,信息技術(shù)已然滲透到了多個領(lǐng)域,電工電子技術(shù)也不例外,電力、半導體、微電子、自動化控制等技術(shù)交叉、融合,可滿足多種生產(chǎn)運作要求,取得可觀效益。為保障電工電子技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展,必須要立足于當前的時代背景,對電工電子技術(shù)發(fā)展規(guī)律進行系統(tǒng)梳理,具體如下。
1電工電子技術(shù)發(fā)展歷程
自SCR普通晶閘管的問世,全世界電工技術(shù)行業(yè)迎來了一個巨大的發(fā)展變革。到上世紀七十年代,伴隨電工電子技術(shù)逐步成熟,理論體系的逐步完善,快速晶閘管、雙向晶閘管、逆導晶閘管、不對稱晶閘管等涌現(xiàn)在各國市場,各類電工電子器件功率逐步擴大,性能也越發(fā)完善。隨著電工電子關(guān)鍵技術(shù)的逐步突破以及電工電子器件需求發(fā)展,上世紀七十年代,日本Toshiba研制出第一只可商品化應用的可關(guān)斷晶閘管,十數(shù)年后,GTO(4.5kV)在交直流電機車上得到廣泛應用。上世紀九十年代,在傳統(tǒng)GTO(4.5kV)的基礎(chǔ)上,通過進一步改進電工電子器件芯片結(jié)構(gòu)以及運行驅(qū)動,IGCT晶閘管問世。客觀而言,世界電工電子技術(shù)的發(fā)展起步在上世紀八十年代,RCA和GE研發(fā)的IGBT正式得到大面積常用,且逐步取代了傳統(tǒng)的晶閘管器件以及MOSFET器件,進入21世紀以后,以德國為首的歐洲國家開始推動五代IGBT的應用。與此同時,制造電工電子器件的材料也在革新,比如碳化硅,因其本身具有熱導效率高、飽和漂移效率高、臨界擊穿場強高等優(yōu)勢,故成為了各個國家理想的電工電子器件制造材料。2012年,日本等國家開始探索應用ISC材料研制二極管的技術(shù)方法,隨后日本多家公司推出了SIC模塊,目前SIC材料已經(jīng)在電工電子器件制造方面嶄露頭角,且大有全面替代傳統(tǒng)材料的發(fā)展趨勢。我國電工電子技術(shù)起步時間相對較晚,在上世紀七十年代才研制出大功率晶閘管,進入二十一世紀后才研制出整流管以及8500V晶閘管,但是2006年,我國獨立研制出了當時世界上功率最大、直徑最大的晶閘管,時至今日,我國電工電子技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先位置。從宏觀角度看,國內(nèi)在2005年基于西方國家IGBT模塊研發(fā)技術(shù)以及電工電子器件產(chǎn)業(yè)化發(fā)展結(jié)果,通過技術(shù)發(fā)展以及收購等方式,基本完善了高壓IGBT電工電子器件芯片設計能力、制造能力,2013年,株洲南車獨立制造出了6500VIGBT,并符合國際通用運作標準,2014年在此前技術(shù)的支撐下,株洲南車建成IGBT產(chǎn)業(yè)線,打破了國外長期壟斷IGBT市場的格局。另外,中國北車等企業(yè)在電工電子器件模塊化技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)化研究方面也取得了諸多成果,在國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)以及基礎(chǔ)建設需求的支持下,電工電子技術(shù)水平、器件產(chǎn)品質(zhì)量等得到顯著提升。但值得注意的是,國內(nèi)在電工電子器件制造材料研究方面的成果較少,和國際先進水平仍舊存在較大的差異。
2信息化背景下電工電子技術(shù)的發(fā)展趨勢
電工電子技術(shù)和現(xiàn)代社會發(fā)展有著千絲萬縷的關(guān)系,表現(xiàn)出現(xiàn)代微電子科學技術(shù)的共同特征,存在快速變化、創(chuàng)新的主要特點。電工電子技術(shù)在當今時代的發(fā)展不僅受到高新技術(shù)發(fā)展情況的引導,同時還受到外部發(fā)展環(huán)境的制約。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)、制造粗放發(fā)展遺留下的資源枯竭問題、環(huán)境惡化問題,讓節(jié)約、能源開發(fā)成為了技術(shù)發(fā)展的主要戰(zhàn)略內(nèi)容,在信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下,電工電子技術(shù)發(fā)展或?qū)l(fā)生深刻變革。從當前現(xiàn)狀來看,電工電子技術(shù)是促使工業(yè)生產(chǎn)、能源開發(fā)等達成高效、節(jié)能、節(jié)材、自動化、智能化的主要支持技術(shù),是機電一體化技術(shù)領(lǐng)域的主要支持元素,伴隨電工電子技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,電工電子器件的制造水平也逐步提升。比如,在配網(wǎng)自動化的背景下,電工電子技術(shù)作為一種綜合技術(shù)方法,能夠滲透在電力系統(tǒng)的方方面面,以提高電力企業(yè)對配網(wǎng)的掌控力。同時,在技術(shù)模擬、技術(shù)教育方面,電工電子技術(shù)也發(fā)揮著特殊的作用。舉個例子:北京群菱能源針對電力研究領(lǐng)域的難題,推出開放式交直流電力電子實驗平臺產(chǎn)品,可以廣泛應用于科研單位、教學機構(gòu)、高級電工培訓中心等場合。平臺中直流側(cè)可接入模擬直流電源,用于模擬光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng),交流側(cè)可并入三相電網(wǎng),并可模擬光伏逆變器、儲能變流器等裝置的實際運作情況。未來,想要進一步推動電工電子技術(shù)的發(fā)展,必須站在宏觀角度上進行資源調(diào)整以及配置,根據(jù)技術(shù)發(fā)展情況以及我國實際國情,確定電工電子技術(shù)的發(fā)展重心,有的放矢的融入信息化技術(shù),加強信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)、電工電子技術(shù)、5G技術(shù)的相互融合,構(gòu)成一個更為完善的技術(shù)支撐體系。
3電工電子技術(shù)發(fā)展建議
電工電子技術(shù)發(fā)展離不開政策支持,根據(jù)電工電子技術(shù)發(fā)展規(guī)律以及國內(nèi)的政策環(huán)境,電工電子技術(shù)發(fā)展政策應該由三個部分構(gòu)成。即宏觀政策、輔助政策、微觀政策。一是宏觀政策,應著眼于電工電子技術(shù)長期發(fā)展需求以及我國信息化技術(shù)發(fā)展實際情況,綜合考慮到電工電子技術(shù)發(fā)展在國民經(jīng)濟發(fā)展以及我國高新技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中的地位以及作用,確定中長期戰(zhàn)略部署,通過政策來促使及技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成以及宏觀產(chǎn)業(yè)環(huán)境的形成;二是微觀政策,根據(jù)電工電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行考慮,合理確定優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域以及具體的電工電子技術(shù)層次,制定關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展目標,政策應該為科研部門以及生產(chǎn)部門的實際工作提供有效幫扶;三是輔助政策,應為電工電子技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造出良好外部環(huán)境,為技術(shù)發(fā)展提供必要發(fā)展條件,不斷增強電工電子技術(shù)發(fā)展?jié)摿,從而實現(xiàn)電工電子技術(shù)的健康發(fā)展。
3.1器件發(fā)展
電工電子器件發(fā)展是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)以及核心,在電工電子技術(shù)體系發(fā)展過程中,產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須要堅持器件先行的基本原則。信息技術(shù)發(fā)展為電工電子器件發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)條件,應重視微電子、電工電子技術(shù)、信息技術(shù)整合,根據(jù)市場需求開發(fā)電工電子期間產(chǎn)品。比如整流管和晶閘管器件制造技術(shù)在我國已經(jīng)基本成熟,根據(jù)我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,在未來的5-10年間,晶閘管、整流管或會迎來較大的發(fā)展變革,應利用我國當前的技術(shù)條件以及制造優(yōu)勢,對其制造工藝進行有效改進,并在持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上積極拓展國際市場。另外,要瞄準對社會經(jīng)濟發(fā)展有重大促進作用的項目,發(fā)展量大面廣且效益顯著的電工電子期間產(chǎn)品。
3.2科研開發(fā)
當前,務必要整合科研力量,集中進行科學技術(shù)攻關(guān),切實做好電工電子關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作,根據(jù)宏觀規(guī)劃循序安排基礎(chǔ)研究工作、應用研究工作、發(fā)展研究工作。持續(xù)強化測試極地建設,組建符合研發(fā)需求的實驗室,向全社會開放,為全社會提供必要服務。同時,要堅持自主開發(fā)的基礎(chǔ)方針,在充分消化外來技術(shù)理論的基礎(chǔ)上,不斷提高技術(shù)發(fā)展門檻以及優(yōu)秀技術(shù)引進水準,打破傳統(tǒng)的行業(yè)觀念、門戶觀念,整合相關(guān)專業(yè)技術(shù)知識,做到共同研發(fā),全行業(yè)受益。
3.3產(chǎn)業(yè)發(fā)展
產(chǎn)業(yè)環(huán)境調(diào)整和電工電子技術(shù)發(fā)展有著密切關(guān)系,電工電子技術(shù)發(fā)展和我國能耗水準降低、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造、減少技術(shù)進口等有直接關(guān)系。當前應根據(jù)我國技術(shù)發(fā)展情況、能耗變化情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整情況來促進電工電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。注重同步推動材料、核心技術(shù)的研發(fā),形成一個完善的電工電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系,重視基礎(chǔ)條件以及相關(guān)技術(shù)的同步研發(fā),形成專業(yè)分工明確、協(xié)同方法明確的多元化結(jié)構(gòu)。
結(jié)束語:
綜上所述,電工電子技術(shù)發(fā)展和社會經(jīng)濟發(fā)展有著密切關(guān)系,電工電子技術(shù)帶動了社會經(jīng)濟發(fā)展,為信息技術(shù)的全面普及創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件,信息技術(shù)發(fā)展也會引發(fā)新一輪的電工電子技術(shù)變革。未來,電工電子技術(shù)亟需從器件、核心技術(shù)、材料等方面同時采取發(fā)展措施,國家應出臺相關(guān)政策來為電工電子技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件,并根據(jù)市場需求來重組產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
《信息化時代電工電子技術(shù)的發(fā)展》來源:《電子世界》,作者:陳佳彤
文章標題:信息化時代電工電子技術(shù)的發(fā)展
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