听多了虚拟货币, 虚拟现实, 虚拟主机……有没有听过虚拟生长?
'要长出高质量的碳化硅 (SiC) , 我们需要对生产工艺进行设计, 调试和优化. ' 晶体材料国家重点实验室教授陈秀芳带领的课题组有一项重要任务——通过物理气相沉积法生长出高质量, 大尺寸的SiC单晶材料.
'但实际的生长耗时, 耗料, 可能也不稳定, 通过计算机模拟 '虚拟生长' 过程, 可提前获知温度, 生长速率等信息, ' 陈秀芳说. 这个方法就像 '战争推演系统' 和实打实地实战一样奏效.
近日, 国家重点研发计划 '中低压SiC材料器件及其在电动汽车充电设备中的应用示范' 项目召开年中总结会, 由山东大学等单位承担的课题一, 仅用一年时间就获得了低杂质的6英寸SiC晶体, 单晶区直径大于15厘米, 为了让这些晶圆能够批量生产, 课题组还搭建了拥有自主知识产权的6英寸SiC单晶炉.
项目负责人, 浙江大学教授盛况介绍, 项目以应用需求为牵引, 将实现材料—芯片—模块—充电设备—示范应用的全产业链创新. 也就是说, 高品质的SiC材料和芯片将成为充电设备的核心部件, 经过封装, 设计等工艺, 为电动汽车高效, 高能地充满电力.
'项目组由SiC领域内各环节多个实力较强的单位组成. 截至目前, 课题二开发了650V和1200VSiCMOSFET芯片, 课题三开展了前沿的高K栅极介质的技术研究, 研制出了1700VSiCMOSFET芯片, 课题四完成了全SiC半桥功率模块的试制, 课题五有2台充电样机在北京试运行. ' 盛况告诉记者, 五个课题组就像一个产业链条上的五个关节, 互为协作, 互为支撑, 将共同呈现出SiC从材料获得直到产业落地的全链条.
'今年下半年, 课题一要给课题二, 三的承担单位 '供货' , 初步完成芯片封装和模块设计. ' 在盛况的任务文件中, 有一张七彩的点线图, 时间节点和课题任务头连头, 尾接尾, 有并行推进的, 也有顺序完成的. 项目甚至制定了 '项目上下游课题间的送样计划和标准' .
'每次凑在一起都是奔着解决问题来的. ' 盛况说, 前一年的研究正在稳步推进, 现阶段我们要做的是在明确的方向下攻克核心技术, 进一步落实关键任务.
如果整个项目是一艘行驶向 '新型充电方式' 的大船, 课题五就是这个船上的舵手, '它明确地提出应用需求, 实现目标, 而上中游的研发团队则围绕目标制定具体的推进方案. ' 盛况说.
作为落地的具体实施者之一, 泰科天润半导体科技 (北京) 有限公司吴海雷告诉科技日报记者, '与现在的充电桩相比, 新型SiC充电模块能达到最高96%的电能转化效率. '
高温环境和空载是传统充电桩的 '痛点' , 第三代半导体的应用将解决这个问题. 吴海雷说, 研究表明, 传统SiC器件充电模块的工作环境温度达到55℃时, 开始降功率输出或停机, 新型SiC充电模块在65℃时, 才开始降低功率输出, '这基本杜绝了夏天宕机的情况. '
《节能与新能源汽车产业发展规划 (2012—2020年) 》显示, 到2020年, 纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过500万辆, '这意味着需要建480万个分布式充电桩, 1.2万座集中式充换电站. ' 吴亚雷说. 这是一个不断扩张和不断完善相结合的产业, 为能源结构的重大调整和新能源对化石能源的革命性颠覆, 它的起点是一种名为SiC的完美晶体的生长, 紧随其后的是一条严密布局, 创新涌动的产业链.