下一代電力電子技術(shù)：美國的就業(yè)稻草

　　1月15日，美國總統奧巴馬在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)高調宣布，以該校為核心建立“下一代電力電子技術(shù)國家制造業(yè)創(chuàng )新研究所”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“電力電子技術(shù)創(chuàng )新中心”)。作為規劃中的國家先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng )新中心之一，以下一代電力電子技術(shù)和設備制造為研發(fā)對象的國家級制造業(yè)創(chuàng )新中心正式進(jìn)入人們的視線(xiàn)。

　　為振興美國制造業(yè)，奧巴馬于2012年3月宣稱(chēng)創(chuàng )建美國“制造業(yè)創(chuàng )新中心(IMIs)”，并在2013年國情咨文中正式宣布投資10億美元創(chuàng )建15個(gè)IMIs，除已經(jīng)建立的一個(gè)以3D打印機為研發(fā)制造對象的創(chuàng )新中心外，在2013年新建3個(gè);同年7月，奧巴馬再次提出在未來(lái)10年建立45個(gè)IMIs。

　　研究對象：寬帶隙半導體技術(shù)

　　電力電子技術(shù)是一門(mén)將電子技術(shù)應用于電力領(lǐng)域的新興技術(shù)，它使用電力電子器件改變和控制通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的電功率，其產(chǎn)品可廣泛應用于企業(yè)、軍隊、公共設施和普通消費者。下一代電力電子設備具有體積小、可靠性強和節能的優(yōu)點(diǎn)，如目前已應用于LED燈和平板電視中的寬帶隙半導體材料等。

　　上世紀初以來(lái)，硅半導體技術(shù)的應用極大地改變了計算、通信和能源等行業(yè)，向消費者和經(jīng)濟活動(dòng)提供了強大甚至是不可思議的工具。今天，硅基電子在一些關(guān)鍵應用領(lǐng)域已經(jīng)面臨很大局限，而寬帶隙半導體則向人們展現出一個(gè)新的機遇，即更小、更快、更便宜和更高效的電力電子技術(shù)將應用于個(gè)人電子設備、電動(dòng)車(chē)輛、可再生能源并網(wǎng)、工業(yè)級變速傳動(dòng)馬達和更為智能、靈活的輸電網(wǎng)絡(luò )等。

　　硅在室溫下的帶隙為1.1電子伏特(eV)，寬帶隙半導體是指在室溫下帶隙大于2.0eV的半導體材料。與硅基半導體技術(shù)相比，寬帶隙半導體不僅能在更高的溫度下穩定運行，而且在高壓、高頻狀態(tài)下，更為耐用和可靠，能以較少的電能，獲得空前的運行能力。該技術(shù)不僅可以大大縮小消費電子設備的體積，而且能夠把發(fā)電廠(chǎng)變得只有手提箱大小。

　　目的：技術(shù)先行，搶占市場(chǎng)，增加就業(yè)

　　奧巴馬政府認為，建立“電力電子技術(shù)創(chuàng )新中心”目的是，通過(guò)加強寬帶隙半導體技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，使美國占領(lǐng)這個(gè)正在出現的規模最大、發(fā)展最快的新興市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)將涵蓋從家用電器到工業(yè)設備制造，從電信技術(shù)到清潔能源技術(shù)等眾多領(lǐng)域，并且為美國創(chuàng )造出一大批高收入就業(yè)崗位。

　　該中心計劃在今后5年，通過(guò)對寬帶隙半導體技術(shù)的研發(fā)，制造出比目前硅基電力電子設備更具性?xún)r(jià)比的下一代節能、大功率電子芯片和器件，并通過(guò)對電力電子設備的改進(jìn)，使汽車(chē)、消費電子和電網(wǎng)等更快、更小、更高效。該中心將建立一個(gè)協(xié)作網(wǎng)，不僅致力于下一代電力電子設備研究，還將制造、演示和調配新電力電子器件的能力和產(chǎn)品性能，以及它所產(chǎn)生的影響，包括對地區和全美商業(yè)活動(dòng)、勞動(dòng)力技能、制造業(yè)競爭力和培育未來(lái)經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)等帶來(lái)的影響。

　　組織結構：由官企研等共同構建，機制靈活

　　“電力電子技術(shù)創(chuàng )新中心”總部位于北卡羅來(lái)納州立大學(xué)，其中包括供中心成員分享的研發(fā)設施和實(shí)驗設備，以及勞動(dòng)力開(kāi)發(fā)與教育項目等，目前成員包括18家公司、7所高校和實(shí)驗室。美國能源部先進(jìn)制造業(yè)辦公室在今后5年里將向創(chuàng )新中心提供7000萬(wàn)美元的財政支持，另有7000萬(wàn)美元配套資金分別來(lái)自企業(yè)、高校等創(chuàng )新中心成員和北卡羅來(lái)納州政府。

　　實(shí)際上，美國近年來(lái)新建的每一個(gè)創(chuàng )新中心都是由眾多研究機構、企業(yè)和培訓機構等組成的綜合性區域網(wǎng)絡(luò )，目的是在基礎研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之間架起一座及時(shí)聯(lián)通的橋梁，把企業(yè)、高校、研究和培訓機構及相關(guān)政府部門(mén)等有機地聯(lián)合在一起，共同把人力物力投向投入產(chǎn)出比最優(yōu)的前沿技術(shù)領(lǐng)域，以獲得最大化收益。

　　奧巴馬提出建立45個(gè)制造業(yè)創(chuàng )新中心的設想，目前尚未獲得國會(huì )的立法支持。當前的資金來(lái)源只能依靠行政命令，出自有研發(fā)預算的部門(mén)，如國防部、能源部、商務(wù)部、航空局和國家科學(xué)基金會(huì )等，支持力度有限。為順利實(shí)施該計劃，奧巴馬政府正在游說(shuō)國會(huì )通過(guò)立法，以獲得穩定的專(zhuān)項財政資金支持。