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碳中和 第三代半导体大有用武之地

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2021-07-15    作者:中国发展网
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中国经济导报、中国发展网讯 记者王晓涛报道 在前不久举行的第二届国际第三代半导体产业发展高峰论坛上,碳中和一词在多位嘉宾演讲时高密度出现。

第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长于坤山表示,碳达峰碳中和的战略决策意义非常重大,而节能减排则是核心工作之一。国家提出要建立以新能源为主体的新型电力系统,因此新能源的占比将会持续快速增加,而在新能源发展中,将会以工业半导体特别是第三代半导体作为主要的支撑。

无独有偶,赛迪顾问发布的《2021全球半导体市场发展趋势白皮书》在展望全球半导体市场技术发展趋势时提出,围绕碳中和,第三代半导体将加速发展。白皮书说,在碳中和趋势下,第三代半导体产业因其可提升能源转换效率的特点而开始快速发展。一方面,工业能源转换所需零组件如逆变器、变频器等,以及通讯基站的需求回稳;另一方面,在特斯拉Model3电动车逆变器逐渐采用SiC(碳化硅)元件制程后,第三代半导体在车用市场逐渐备受重视。第三代半导体具备耐高温、耐高压、高频率、大功率的特性,相比硅器件可在减少能量损失的同时,减小装备体积,有利于社会节能减排,实现碳中和的发展目标。目前,第三代半导体的应用已扩展至数据中心、新能源汽车等多个关键领域,整个第三代半导体行业正在快速发展。

据赛迪顾问新材料产业研究中心总经理李龙介绍,所谓第三代半导体材料,是指以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料,用于制作高温、高频大功率和抗辐射的电子器件,应用于半导体照明、5G通信、卫星通信、轨道交通等领域。近些年来,国家和许多地方政府部门出台政策促进第三代半导体材料产业快速健康有序发展,政策内容包括人才培育、科研奖励、项目招商和生产激励等方面。“目前第三代半导体材料仍然处在市场启动的早期阶段,国内外的研究水平相差不大,中国的第三代半导体企业已经从小批量的研发模式转向了规模化商业化的生产模式,技术和性能都在趋于稳定,规模化生产工艺和产品的性价比等也逐步得到了市场的认可。”他说。

“碳达峰碳中和国家政策的驱动,未来可能会促成半导体市场的部分爆发。”事实上,因加速渗透,第三代半导体正在不断开启新应用,于坤山以汽车行业为例说:“2020年,第三代半导体的应用发生转换有两个标志:一个是特斯拉Model3采用碳化硅模块,另一个就是成为网红产品的氮化镓快充,而且今年依然是快速增长。”他认为,因为这两个典型应用,将会加速碳化硅在新能源、光伏逆变器、风电电流器、充电桩,以及包括能源互联网在内的工业领域的应用,比如氮化镓,除了目前的快充市场,未来会涉足数据中心的电源及一些低电压的电源领域。

全球能源互联网研究院功率半导体研究所所长吴军民表示,电力行业是碳排放的主力军,要构建以新能源为主体的新型电力系统,除了要大力发展储能技术外,还要加强电网的柔性互联互通,通过电网的柔性互联互通,降低新能源的波动性影响,主要包括风光互补、风光和负荷的柔性互联。“要实现电网的柔性互联,就一定离不开电力电子装备的广泛应用”。据了解,全球能源互联网研究院隶属于国家电网公司。

“从物理特性上来看,现在的电网是刚性的电网,将来则是柔性的电网,现在的电网是钢铁电网,将来则是半导体电网,因为电力电子装置的广泛使用,里面有大量的半导体器件,所以对半导体行业是重大的发展机遇。”吴军民认为,未来在智能电网建设或能源互联网建设中,碳化硅器件将会有非常好的应用前景。他列举了碳化硅器件在电力行业的几个典型应用场景,如光伏逆变器、风电变流器、柔性直流输电。

李龙给出两点建议:一是国内企业应向IDM模式(国际整合元件制造商模式)转变,以确保自身的竞争优势。二是夯实支撑产业链的研发与服务等基础平台。要建设专业化的国家技术创新中心及公共研发和服务平台,突破产业化的关键技术,解决创新资源薄弱、创新成果转化难等问题。同时,要搭建国 家 级 的测试验证和生产应用示范平台,降低企业的创新应用门槛。

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