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1200V SiC MOSFET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1700V SiC MOSFET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.
