信息化时代电工电子技术的发展

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下文立足于我国电工电子技术发展实际情况，总结了上世纪七十年代以来的电工电子技术发展历程，然后大致预测了我国电工电子技术的发展趋势，最后根据电工电子技术发展规律，提出了几点促进电工电子技术发展的建议，以期为电工电子技术发展尽一份绵薄之力。时至今日，电工电子技术在我国已经经历了数十年发展实际，电工电子技术发展和高新技术发展有密切关系，同时每一代新型电工电子技术器件的诞生，都会促使电工电子技术完成一次新的飞跃。目前，各国已经全面进入信息化时代，信息技术已然渗透到了多个领域，电工电子技术也不例外，电力、半导体、微电子、自动化控制等技术交叉、融合，可满足多种生产运作要求，取得可观效益。为保障电工电子技术的可持续发展，必须要立足于当前的时代背景，对电工电子技术发展规律进行系统梳理，具体如下。

1电工电子技术发展历程

自SCR普通晶闸管的问世，全世界电工技术行业迎来了一个巨大的发展变革。到上世纪七十年代，伴随电工电子技术逐步成熟，理论体系的逐步完善，快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管等涌现在各国市场，各类电工电子器件功率逐步扩大，性能也越发完善。随着电工电子关键技术的逐步突破以及电工电子器件需求发展，上世纪七十年代，日本Toshiba研制出第一只可商品化应用的可关断晶闸管，十数年后，GTO（4.5kV）在交直流电机车上得到广泛应用。上世纪九十年代，在传统GTO（4.5kV）的基础上，通过进一步改进电工电子器件芯片结构以及运行驱动，IGCT晶闸管问世。客观而言，世界电工电子技术的发展起步在上世纪八十年代，RCA和GE研发的IGBT正式得到大面积常用，且逐步取代了传统的晶闸管器件以及MOSFET器件，进入21世纪以后，以德国为首的欧洲国家开始推动五代IGBT的应用。与此同时，制造电工电子器件的材料也在革新，比如碳化硅，因其本身具有热导效率高、饱和漂移效率高、临界击穿场强高等优势，故成为了各个国家理想的电工电子器件制造材料。2012年，日本等国家开始探索应用ISC材料研制二极管的技术方法，随后日本多家公司推出了SIC模块，目前SIC材料已经在电工电子器件制造方面崭露头角，且大有全面替代传统材料的发展趋势。我国电工电子技术起步时间相对较晚，在上世纪七十年代才研制出大功率晶闸管，进入二十一世纪后才研制出整流管以及8500V晶闸管，但是2006年，我国独立研制出了当时世界上功率最大、直径最大的晶闸管，时至今日，我国电工电子技术已经处于世界领先位置。从宏观角度看，国内在2005年基于西方国家IGBT模块研发技术以及电工电子器件产业化发展结果，通过技术发展以及收购等方式，基本完善了高压IGBT电工电子器件芯片设计能力、制造能力，2013年，株洲南车独立制造出了6500VIGBT，并符合国际通用运作标准，2014年在此前技术的支撑下，株洲南车建成IGBT产业线，打破了国外长期垄断IGBT市场的格局。另外，中国北车等企业在电工电子器件模块化技术以及产业化研究方面也取得了诸多成果，在国内工业化生产以及基础建设需求的支持下，电工电子技术水平、器件产品质量等得到显著提升。但值得注意的是，国内在电工电子器件制造材料研究方面的成果较少，和国际先进水平仍旧存在较大的差异。

2信息化背景下电工电子技术的发展趋势

电工电子技术和现代社会发展有着千丝万缕的关系，表现出现代微电子科学技术的共同特征，存在快速变化、创新的主要特点。电工电子技术在当今时代的发展不仅受到高新技术发展情况的引导，同时还受到外部发展环境的制约。传统工业生产、制造粗放发展遗留下的资源枯竭问题、环境恶化问题，让节约、能源开发成为了技术发展的主要战略内容，在信息技术持续发展的背景下，电工电子技术发展或将发生深刻变革。从当前现状来看，电工电子技术是促使工业生产、能源开发等达成高效、节能、节材、自动化、智能化的主要支持技术，是机电一体化技术领域的主要支持元素，伴随电工电子技术的持续发展，电工电子器件的制造水平也逐步提升。比如，在配网自动化的背景下，电工电子技术作为一种综合技术方法，能够渗透在电力系统的方方面面，以提高电力企业对配网的掌控力。同时，在技术模拟、技术教育方面，电工电子技术也发挥着特殊的作用。举个例子：北京群菱能源针对电力研究领域的难题，推出开放式交直流电力电子实验平台产品，可以广泛应用于科研单位、教学机构、高级电工培训中心等场合。平台中直流侧可接入模拟直流电源，用于模拟光伏发电和储能系统，交流侧可并入三相电网，并可模拟光伏逆变器、储能变流器等装置的实际运作情况。未来，想要进一步推动电工电子技术的发展，必须站在宏观角度上进行资源调整以及配置，根据技术发展情况以及我国实际国情，确定电工电子技术的发展重心，有的放矢的融入信息化技术，加强信息技术、自动化控制技术、电工电子技术、5G技术的相互融合，构成一个更为完善的技术支撑体系。

3电工电子技术发展建议

电工电子技术发展离不开政策支持，根据电工电子技术发展规律以及国内的政策环境，电工电子技术发展政策应该由三个部分构成。即宏观政策、辅助政策、微观政策。一是宏观政策，应着眼于电工电子技术长期发展需求以及我国信息化技术发展实际情况，综合考虑到电工电子技术发展在国民经济发展以及我国高新技术发展规划中的地位以及作用，确定中长期战略部署，通过政策来促使及技术产业的形成以及宏观产业环境的形成；二是微观政策，根据电工电子技术的发展现状进行考虑，合理确定优先发展领域以及具体的电工电子技术层次，制定关键技术发展目标，政策应该为科研部门以及生产部门的实际工作提供有效帮扶；三是辅助政策，应为电工电子技术发展创造出良好外部环境，为技术发展提供必要发展条件，不断增强电工电子技术发展潜力，从而实现电工电子技术的健康发展。

3.1器件发展

电工电子器件发展是产业发展的基础以及核心，在电工电子技术体系发展过程中，产业发展必须要坚持器件先行的基本原则。信息技术发展为电工电子器件发展创造了良好的基础条件，应重视微电子、电工电子技术、信息技术整合，根据市场需求开发电工电子期间产品。比如整流管和晶闸管器件制造技术在我国已经基本成熟，根据我国产业发展规划，在未来的5-10年间，晶闸管、整流管或会迎来较大的发展变革，应利用我国当前的技术条件以及制造优势，对其制造工艺进行有效改进，并在持续提高产品质量的基础上积极拓展国际市场。另外，要瞄准对社会经济发展有重大促进作用的项目，发展量大面广且效益显著的电工电子期间产品。

3.2科研开发

当前，务必要整合科研力量，集中进行科学技术攻关，切实做好电工电子关键技术研发工作，根据宏观规划循序安排基础研究工作、应用研究工作、发展研究工作。持续强化测试极地建设，组建符合研发需求的实验室，向全社会开放，为全社会提供必要服务。同时，要坚持自主开发的基础方针，在充分消化外来技术理论的基础上，不断提高技术发展门槛以及优秀技术引进水准，打破传统的行业观念、门户观念，整合相关专业技术知识，做到共同研发，全行业受益。

3.3产业发展

产业环境调整和电工电子技术发展有着密切关系，电工电子技术发展和我国能耗水准降低、传统产业改造、减少技术进口等有直接关系。当前应根据我国技术发展情况、能耗变化情况、产业结构调整情况来促进电工电子技术产业发展。注重同步推动材料、核心技术的研发，形成一个完善的电工电子技术产业体系，重视基础条件以及相关技术的同步研发，形成专业分工明确、协同方法明确的多元化结构。

结束语：

综上所述，电工电子技术发展和社会经济发展有着密切关系，电工电子技术带动了社会经济发展，为信息技术的全面普及创造了基础条件，信息技术发展也会引发新一轮的电工电子技术变革。未来，电工电子技术亟需从器件、核心技术、材料等方面同时采取发展措施，国家应出台相关政策来为电工电子技术发展创造良好条件，并根据市场需求来重组产业结构。

作者：陈佳彤 单位：江苏省徐州技师学院