聽多了虛擬貨幣, 虛擬現實, 虛擬主機……有沒有聽過虛擬生長?
'要長出高質量的碳化矽 (SiC) , 我們需要對生產工藝進行設計, 調試和優化. ' 晶體材料國家重點實驗室教授陳秀芳帶領的課題組有一項重要任務——通過物理氣相沉積法生長出高質量, 大尺寸的SiC單晶材料.
'但實際的生長耗時, 耗料, 可能也不穩定, 通過計算機類比 '虛擬生長' 過程, 可提前獲知溫度, 生長速率等資訊, ' 陳秀芳說. 這個方法就像 '戰爭推演系統' 和實打實地實戰一樣奏效.
近日, 國家重點研發計劃 '中低壓SiC材料器件及其在電動汽車充電設備中的應用示範' 項目召開年中總結會, 由山東大學等單位承擔的課題一, 僅用一年時間就獲得了低雜質的6英寸SiC晶體, 單晶區直徑大於15厘米, 為了讓這些晶圓能夠批量生產, 課題組還搭建了擁有自主智慧財產權的6英寸SiC單晶爐.
項目負責人, 浙江大學教授盛況介紹, 項目以應用需求為牽引, 將實現材料—晶片—模組—充電設備—示範應用的全產業鏈創新. 也就是說, 高品質的SiC材料和晶片將成為充電設備的核心部件, 經過封裝, 設計等工藝, 為電動汽車高效, 高能地充滿電力.
'項目組由SiC領域內各環節多個實力較強的單位組成. 截至目前, 課題二開發了650V和1200VSiCMOSFET晶片, 課題三開展了前沿的高K柵極介質的技術研究, 研製出了1700VSiCMOSFET晶片, 課題四完成了全SiC半橋功率模組的試製, 課題五有2台充電樣機在北京試運行. ' 盛況告訴記者, 五個課題組就像一個產業鏈條上的五個關節, 互為協作, 互為支撐, 將共同呈現出SiC從材料獲得直到產業落地的全鏈條.
'今年下半年, 課題一要給課題二, 三的承擔單位 '供貨' , 初步完成晶片封裝和模組設計. ' 在盛況的任務檔案中, 有一張七彩的點線圖, 時間節點和課題任務頭連頭, 尾接尾, 有並行推進的, 也有順序完成的. 項目甚至制定了 '項目上下遊課題間的送樣計劃和標準' .
'每次湊在一起都是奔著解決問題來的. ' 盛況說, 前一年的研究正在穩步推進, 現階段我們要做的是在明確的方向下攻克核心技術, 進一步落實關鍵任務.
如果整個項目是一艘行駛向 '新型充電方式' 的大船, 課題五就是這個船上的舵手, '它明確地提出應用需求, 實現目標, 而上中遊的研發團隊則圍繞目標制定具體的推進方案. ' 盛況說.
作為落地的具體實施者之一, 泰科天潤半導體科技 (北京) 有限公司吳海雷告訴科技日報記者, '與現在的充電樁相比, 新型SiC充電模組能達到最高96%的電能轉化效率. '
高溫環境和空載是傳統充電樁的 '痛點' , 第三代半導體的應用將解決這個問題. 吳海雷說, 研究表明, 傳統SiC器件充電模組的工作環境溫度達到55℃時, 開始降功率輸出或停機, 新型SiC充電模組在65℃時, 才開始降低功率輸出, '這基本杜絕了夏天宕機的情況. '
《節能與新能源汽車產業發展規劃 (2012—2020年) 》顯示, 到2020年, 純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量超過500萬輛, '這意味著需要建480萬個分布式充電樁, 1.2萬座集中式充換電站. ' 吳亞雷說. 這是一個不斷擴張和不斷完善相結合的產業, 為能源結構的重大調整和新能源對化石能源的革命性顛覆, 它的起點是一種名為SiC的完美晶體的生長, 緊隨其後的是一條嚴密布局, 創新湧動的產業鏈.