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1200V SiC MOSFET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1700V SiC MOSFET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.
