自1957年GE研制出世界上第一只晶閘管以來(lái)，電力電子技術(shù)已經(jīng)歷了近60年的發(fā)展，作為一門(mén)新興技術(shù)，電力電子由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成，在全球應(yīng)用廣泛，隨著我們進(jìn)入新能源革命和制造的升級(jí)以及大量新材料投入使用，電力電子產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展爆發(fā)期。

 

 

　　Yole Développement（Yole）近期發(fā)布了“Status of the Power Electronics Industry report” 電力電子行業(yè)現(xiàn)狀報(bào)告。在這個(gè)報(bào)告中，Yole對(duì)電力電子市場(chǎng)進(jìn)行全面回顧，報(bào)告指出全球電力電子產(chǎn)業(yè)持續(xù)拓展，并將觸角延伸至幾乎所有領(lǐng)域。包括電動(dòng)車(chē)EV /油電混和車(chē) HEV在內(nèi)的可再生能源和車(chē)用電子等領(lǐng)域，從2015年至2016年，太陽(yáng)能和EV / HEV轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)均增長(zhǎng)20％以上。從2016年到2022年，全球功率器件不但保持快速成長(zhǎng)，也發(fā)展的新材料階段。

 

　　在半導(dǎo)體器件層面，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)與2015年相比增長(zhǎng)了3.8％。Yole預(yù)計(jì)整體市場(chǎng)規(guī)?？傆?jì)約280億美元。在包括晶閘管(thyristors)、MOSFET金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管、IGBT絕緣柵雙極型晶體管和功率集成電路等不同類(lèi)型的功率器件中，IGBT絕緣柵雙極型晶體管成長(zhǎng)幅度最大，約有8％的成長(zhǎng)率。

 

　　在材料方面，電子電子器件從硅基材料發(fā)展都基于碳化硅、氮化鎵這些新材料階段。不過(guò)在新材料方面，我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)和國(guó)外相比還有不少差距，例如南車(chē)、國(guó)網(wǎng)、西電、成電、55所、13所等都部署了第三代新材料項(xiàng)目，但碳化硅和氮化鎵項(xiàng)目還處于起步階段，和國(guó)外公司已經(jīng)大量量產(chǎn)相比，差距還很大。

 

　　全球功率電子龍頭英飛凌在一份報(bào)告中也指出到2026年全球電力需求要增長(zhǎng)30%！由于火電、水電、核能等能源因?yàn)檫@樣那樣的問(wèn)題被逐漸放棄，一次新能源如天陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿葧?huì)被越來(lái)越多采用，這會(huì)大大刺激功率器件的需求。

 

　　另外，為了提升效率，大量基于新材料的功率器件會(huì)獲得采用，如在新的iphone8或者其他產(chǎn)品電源適配器中 ，就采用了基于氮化硅的功率器件，不但提升了效率，更減少的適配器的體積大小，所以中國(guó)電工你技術(shù)學(xué)會(huì)常務(wù)理事李崇堅(jiān)認(rèn)為當(dāng)前電力電子面臨一個(gè)重大轉(zhuǎn)變，就是從電子傳動(dòng)拓展到能源各個(gè)領(lǐng)域（新能源、發(fā)電、輸電、用電、節(jié)能等，電力電子已經(jīng)成為能源變化的關(guān)鍵）。

 

 

　　今年1月，中國(guó)寬禁帶功率半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國(guó)IGBT技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)電力電子分會(huì)、北京電力電子學(xué)會(huì)共同發(fā)布《電力電子器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《藍(lán)皮書(shū)》）指出，雖然功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)極具重要性，且規(guī)模龐大，但是主要供應(yīng)商還是集中在美國(guó)、日本和歐洲。美國(guó)是電力電子器件的發(fā)源地，在全球電力電子器件市場(chǎng)中占有重要的位置，主要器件企業(yè)有通用電氣（GE）、ON Semi等。從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，日本成為國(guó)際上電力電子器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)達(dá)地區(qū)，主要器件企業(yè)有東芝、富士和三菱等。歐洲也是全球電力電子器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)達(dá)地區(qū)，主要企業(yè)有英飛凌、ABB、Semikron等。國(guó)際上SiC電力電子器件的主要供應(yīng)商有Wolfspeed、英飛凌、羅姆、東芝、富士和三菱等公司；國(guó)際上GaN電力電子器件的主要企業(yè)有英飛凌、松下、富士通、三星、Transphom、GaN System、EPC、Avogy等。近年來(lái)，以德國(guó)英飛凌、瑞士ABB、日本三菱、東芝和富士等為代表的電力電子器件企業(yè)開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的IGBT技術(shù)和產(chǎn)品，占有全球每年約50億美元的市場(chǎng)，帶動(dòng)了高達(dá)幾百億美元的電力電子設(shè)備市場(chǎng)。

 

　　2013年，我國(guó)的電力電子器件市場(chǎng)總額近2000億元，由此直接帶動(dòng)的電力電子裝置產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)超過(guò)2萬(wàn)億元。中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)電力電子分會(huì)預(yù)測(cè)，隨著新能源革命的推動(dòng)，我國(guó)電力電子器件產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)10——20年的黃金發(fā)展期，將保持較高的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，并在投資增量需求與節(jié)能環(huán)境需求的雙重推動(dòng)，以及下游電力電子裝置行業(yè)需求高速發(fā)展的拉動(dòng)下，我國(guó)電力電子器件市場(chǎng)到2020年預(yù)計(jì)將超過(guò)5000億元！在此情況下，發(fā)展自主安全可控的功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是當(dāng)務(wù)之急。

 

　　不過(guò)本土電力電子市場(chǎng)雖然巨大但是短板還是很明顯，李崇堅(jiān)認(rèn)為主要表現(xiàn)在芯片市場(chǎng)占有率低（99%的IGBT器件被國(guó)外公司壟斷），缺乏基礎(chǔ)研究、缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力、尚未形成完整的電力電子產(chǎn)業(yè)鏈、基礎(chǔ)材料研究匱乏、電力電子裝置主要靠模仿跟隨，缺乏自主創(chuàng)新等等。但從另一個(gè)角度來(lái)看，這也說(shuō)明本土電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間很大。

 

　　2006年11月，汪槱生院士等聯(lián)合16名專(zhuān)家想國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)名發(fā)出“關(guān)于電力電子基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究”報(bào)告以后，中國(guó)政府高層對(duì)電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，先后批復(fù)多個(gè)文件推動(dòng)電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)在，本土電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)加速勢(shì)態(tài)。

 

　　從市場(chǎng)看，電力電子器件未來(lái)的熱點(diǎn)應(yīng)用有：新能源發(fā)電、電能輸送、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)節(jié)能、西氣東輸變頻、現(xiàn)代軌道交通、消費(fèi)電器、現(xiàn)代國(guó)防等（例如新一代航空母艦電磁彈射采用變頻直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，400MW大功率變頻器在3秒內(nèi)將30頓中的飛機(jī)加速到起飛速度。）這些應(yīng)用都是本土電力電子長(zhǎng)企業(yè)可以大有作為的領(lǐng)域。

 

　　今年12月，深圳國(guó)際電子展暨第六屆深圳國(guó)際嵌入式系統(tǒng)展將隆重開(kāi)幕，從目前展商參展情況來(lái)看，電力電子專(zhuān)區(qū)最受歡迎，展商最多，大量本土企業(yè)參展，它們帶來(lái)了最新的電力電子器件和配套電源系統(tǒng)解決方案，展商包括君耀、中電華星、金升陽(yáng)、金譽(yù)半導(dǎo)體、晶導(dǎo)微、六和電子、國(guó)佳電子、永而佳、黃山晶松、合科泰、碩凱、創(chuàng)意電子、可易亞半導(dǎo)體、三樂(lè)電子、開(kāi)步、合泰盟方、臺(tái)源、順絡(luò)、耀華德昌等，還有為電力電子裝置提供配套器件、服務(wù)的大量企業(yè)，包括創(chuàng)慧、安科、匯春、世強(qiáng)、風(fēng)華高科、可天士半導(dǎo)體 、綠寶石、華新科技等，此外，國(guó)外著名企業(yè)如精工半導(dǎo)體、村田、京瓷 、ALPS 、CITIZEN 、東電化等也在專(zhuān)區(qū)現(xiàn)身。歡迎大家屆時(shí)圍觀。

關(guān)于ELEXCON2017深圳國(guó)際電子展暨嵌入式系統(tǒng)展：作為華南地區(qū)規(guī)模最大的專(zhuān)業(yè)電子和嵌入式技術(shù)展，ELEXCON2017將于2017年12月21-23日在深圳會(huì)展中心舉行。ELEXCON2017將匯聚超過(guò)600家重要供應(yīng)商提供的最新技術(shù)和產(chǎn)品，覆蓋的熱點(diǎn)涵蓋：電源系統(tǒng)與電力電子、智能手機(jī)/智能硬件、無(wú)線(xiàn)充電、物聯(lián)網(wǎng)、連接器、嵌入式、人機(jī)交互與生物識(shí)別、醫(yī)療電子、傳感器、電動(dòng)汽車(chē)、智能制造等。更多詳情，請(qǐng)登陸：www.elexcon.com