下一代電力電子技術：美國的就業稻草

　　1月15日，美國總統奧巴馬在北卡羅來納州立大學高調宣布，以該校為核心建立“下一代電力電子技術國家制造業創新研究所”(以下簡稱“電力電子技術創新中心”)。作為規劃中的國家先進制造業創新中心之一，以下一代電力電子技術和設備制造為研發對象的國家級制造業創新中心正式進入人們的視線。

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

　　研究對象：寬帶隙半導體技術

　　電力電子技術是一門將電子技術應用于電力領域的新興技術，它使用電力電子器件改變和控制通過網絡的電功率，其產品可廣泛應用于企業、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點，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，硅半導體技術的應用極大地改變了計算、通信和能源等行業，向消費者和經濟活動提供了強大甚至是不可思議的工具。今天，硅基電子在一些關鍵應用領域已經面臨很大局限，而寬帶隙半導體則向人們展現出一個新的機遇，即更小、更快、更便宜和更高效的電力電子技術將應用于個人電子設備、電動車輛、可再生能源并網、工業級變速傳動馬達和更為智能、靈活的輸電網絡等。

　　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。該技術不僅可以大大縮小消費電子設備的體積，而且能夠把發電廠變得只有手提箱大小。

　　目的：技術先行，搶占市場，增加就業

　　奧巴馬政府認為，建立“電力電子技術創新中心”目的是，通過加強寬帶隙半導體技術的研發和產業化，使美國占領這個正在出現的規模最大、發展最快的新興市場，這個市場將涵蓋從家用電器到工業設備制造，從電信技術到清潔能源技術等眾多領域，并且為美國創造出一大批高收入就業崗位。

　　該中心計劃在今后5年，通過對寬帶隙半導體技術的研發，制造出比目前硅基電力電子設備更具性價比的下一代節能、大功率電子芯片和器件，并通過對電力電子設備的改進，使汽車、消費電子和電網等更快、更小、更高效。該中心將建立一個協作網，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品性能，以及它所產生的影響，包括對地區和全美商業活動、勞動力技能、制造業競爭力和培育未來經濟增長點等帶來的影響。

　　組織結構：由官企研等共同構建，機制靈活

　　“電力電子技術創新中心”總部位于北卡羅來納州立大學，其中包括供中心成員分享的研發設施和實驗設備，以及勞動力開發與教育項目等，目前成員包括18家公司、7所高校和實驗室。美國能源部先進制造業辦公室在今后5年里將向創新中心提供7000萬美元的財政支持，另有7000萬美元配套資金分別來自企業、高校等創新中心成員和北卡羅來納州政府。

　　實際上，美國近年來新建的每一個創新中心都是由眾多研究機構、企業和培訓機構等組成的綜合性區域網絡，目的是在基礎研究與產品開發之間架起一座及時聯通的橋梁，把企業、高校、研究和培訓機構及相關政府部門等有機地聯合在一起，共同把人力物力投向投入產出比最優的前沿技術領域，以獲得最大化收益。

　　奧巴馬提出建立45個制造業創新中心的設想，目前尚未獲得國會的立法支持。當前的資金來源只能依靠行政命令，出自有研發預算的部門，如國防部、能源部、商務部、航空局和國家科學基金會等，支持力度有限。為順利實施該計劃，奧巴馬政府正在游說國會通過立法，以獲得穩定的專項財政資金支持。