現在，半導體正廣泛應用(yòng)于(yú)我們日常生(shēng)活中的電器設備上。同時，可(kě)以想見，今後(hòu)作爲分立器件之一的功率器件，在汽車和工業機械上的需求量會(huì)越來越大。
其(qí)原因在于(yú)，在全世界範圍内，環境保護意識正在不斷提高。爲了實現低碳社會(huì)，降低電量消耗和減少二氧化碳排放量勢在必行(háng / xíng)。但與此同時，我們必須保證生(shēng)活的質量和便利程度不會(huì)随之下(xià)降。爲了滿足這看似難以兩全的需求，功率器件将發(fā／fà)揮巨大的作用(yòng)
此次，我們就(jiù)将探讨這種作爲功率器件的半導體的現狀和未來。
緊随電動汽車普及熱潮 緻力于(yú)研發(fā／fà)車載半導體
“功率器件，主要(yào / yāo)作用(yòng)是爲了控制電能(néng)。它的應用(yòng)很廣泛，例如(rú)，電腦電源、冰箱和洗衣機等轉動電動機的家(jiā)電，有軌電車和電動汽車等交通工具，工廠裏(lǐ)使用(yòng)的工業機器上面都會(huì)安裝功率器件。可(kě)以說，伴随當今的節能(néng)大潮，這個領域有着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)巨大的發(fā／fà)展潛力”
這段話是東芝電子元件及存儲裝置株式會(huì)社的來島正一郎先生(shēng)說的。來島先生(shēng)所(suǒ)在的公司長期以來一直發(fā／fà)展着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)半導體的相關業務。在功率器件方面，其(qí)公司一直走在世界發(fā／fà)展前列，且分布十(shí)分廣泛，并始終緻力于(yú)将東芝開發(fā／fà)的各種功率電器安裝于(yú)我們身邊的各種産品中。
随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)近年(nián)來社會(huì)對(duì)節能(néng)需求的增加，東芝位于(yú)日本石川縣和兵庫縣的功率器件制造廠的生(shēng)産量也正在大幅增長。“無論是冰箱還是空調，如(rú)果不使用(yòng)功率器件來控制電能(néng)的話，将會(huì)造成相當大的能(néng)源消耗。通過(guò)安裝功率器件的逆變器，就(jiù)能(néng)對(duì)電力輸出進行(háng / xíng)非常細緻的調整，從而(ér)提高能(néng)源使用(yòng)效率”在這樣的條件下(xià)，今後(hòu)電動汽車的市場前景将會(huì)非常廣闊。因爲對(duì)于(yú)電動汽車行(háng / xíng)業的發(fā／fà)展來說，功率器件不可(kě)或缺。
“以電動汽車爲主的環境友好型汽車的數量，今後(hòu)将會(huì)越來越多。對(duì)此，東芝将在車載功率器件的開發(fā／fà)上投入更多的精力。同時，各大汽車制造商也将不斷增加電動汽車的種類，這将進一步促進電動汽車的普及。”
那(nà)麽，爲什麽使用(yòng)功率器件能(néng)夠節省能(néng)源呢？在這裏(lǐ)，就(jiù)請來島先生(shēng)簡單地爲大家(jiā)講解一下(xià)這一先進的工作機制。
“以家(jiā)電爲例，在打開開關時，電動機開始旋轉，關閉開關時，電動機停止旋轉，這個原理很簡單。但是通過(guò)功率器件，可(kě)以使電器開關以每秒1kHZ（千赫茲）的頻率高速切換，以此達到最佳轉速，從而(ér)降低能(néng)源消耗。雖然也會(huì)存在開關電耗的情況，但相較于(yú)開機狀态，使用(yòng)功率器件能(néng)夠達到更好的節能(néng)效果。”
電動汽車需要(yào / yāo)通過(guò)蓄電池提供電力，以此轉動電動機行(háng / xíng)駛。除了驅動電動機之外，電動汽車上還安裝了各種各樣的電子設備。爲了能(néng)夠使所(suǒ)有設備正常運行(háng / xíng)，我們必須爲每個設備轉換對(duì)其(qí)而(ér)言最适合的電壓和電流。能(néng)夠擔此重任的正是功率器件。
東芝研發(fā／fà)的功率器件
推動社會(huì)的可(kě)持續發(fā／fà)展——功率器件！
當然，功率器件的應用(yòng)領域并不僅限于(yú)電動汽車。在插座的另一端，整個電網的範圍内，功率器件同樣可(kě)以發(fā／fà)揮重要(yào / yāo)的作用(yòng)。
一般來說，發(fā／fà)電站都設置在遠離城市中心的地方。因此，如(rú)何能(néng)夠将電力零消耗地傳送到用(yòng)電地區，是一個世界性的課題。電力消耗越少，就(jiù)越能(néng)提高能(néng)源的使用(yòng)效率，從而(ér)降低環境的負荷，進一步實現社會(huì)的可(kě)持續發(fā／fà)展。
東芝研發(fā／fà)的功率器件，不僅能(néng)夠用(yòng)于(yú)光伏發(fā／fà)電設備，還能(néng)夠高效地生(shēng)産清潔能(néng)源。光伏發(fā／fà)電設備，不僅能(néng)夠将直流電轉換爲供家(jiā)庭和工廠使用(yòng)的交流電，還能(néng)将因太陽能(néng)輻射量的波動而(ér)電壓不穩的電力傳送到電網上。利用(yòng)功率器件，就(jiù)可(kě)以将通過(guò)太陽能(néng)得(dé / de / děi)到的有限電力更加高效地輸送出去(qù)。
位于(yú)日本石川縣的東芝半導體制造廠的無菌室
功率器件仍在不斷發(fā／fà)展當中。到目前爲止，器件的主要(yào / yāo)原料是矽。但是，爲了能(néng)夠使器件達到更高的效能(néng)，東芝正在開發(fā／fà)使用(yòng)碳化矽和氮化镓等新材料的半導體
随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)新材料的應用(yòng)，在減少電力損失、降低電力消耗等節能(néng)方面，半導體将發(fā／fà)揮更大的作用(yòng)。現在，已經有一部分的新材料半導體被應用(yòng)于(yú)電車和新幹線等鐵路車輛上了。今後(hòu)，如(rú)能(néng)在成本和應用(yòng)方面取得(dé / de / děi)平衡，也許功率器件會(huì)逐漸占領主流市場。這樣的話，環境負荷将會(huì)進一步降低，我們的生(shēng)活質量也得(dé / de / děi)以提高。東芝現在也正針對(duì)新材料半導體進行(háng / xíng)持續研發(fā／fà)。
功率器件能(néng)夠降低電器産品的能(néng)源消耗，進一步實現低碳社會(huì)。雖然功率器件很少引起普通消費者的關注，但是随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)它爲我們的生(shēng)活進步做出的巨大貢獻，在未來它将會(huì)爲更多的人所(suǒ)熟知。
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