LED新材料：美國看好寬帶隙電力電子產業

　　為推動先進制造業發展，美國奧巴馬政府先后成立了四家制造業創新中心。由北卡羅來納州立大學領導的“下一代電力電子制造業創新中心”瞄準寬帶隙(簡稱WBG)電力電子產業。寬帶隙半導體因為能夠在更高溫度、更高電壓以及更極端環境下運行，可極大提升電力電子產品能源使用效率和可靠性的潛力，應用前景廣泛。目前相關技術和新材料應用最成熟和最主要的用途是發光二極管(LED)燈泡。

　　該制造業創新中心使命是加快推進以氮化鎵和碳化硅為基礎的電力電子器件(也就是寬帶隙半導體)的商業化，將其制造成本降下來，以取代目前廣泛使用的硅基半導體。而目前寬帶隙半導體的相關技術和新材料，應用最成熟和其主要的用途是發光二極管(LED)燈泡。該產品是1987年，由北卡州立大學材料與工程學的博士生創立的科銳(CREE)公司，目前已經發展為制造LED燈泡的龍頭企業。

　　負責管理這家制造業創新中心的北卡州立大學副校長特妮·洛馬克斯介紹說，新一代半導體不僅在消費電子產品中具有光明的應用前景，同時也可在更大型的系統中廣泛應用，例如工業馬達系統，以及輸電和變電系統。比如，太陽能、風能發電，在并網前要從直流電轉換為交流電，目前這種轉換會損失很多電力。新的材料和技術可以大大減少電力損耗。又如，目前的電動汽車，需要兩個冷卻系統來為電池冷卻。如果用新材料，只需要一個冷卻系統，這就不需要花那么多能源用于冷卻，同時，汽車也會變輕。

　　對于寬帶隙電力電子產業的發展前景，據美國能源部估計，到2030年，美國電力的80%將被用于電力電子產品，可見其應用潛力之大。而寬帶隙半導體因為其能夠在更高的溫度、更高電壓以及更極端的環境下運行，具有極大提升電力電子產品能源使用效率和可靠性的潛力，在工業馬達中的變頻驅動器、消費電子產品和數據中心，以及可再生能源發電中從直流電到交流電的變電系統等方面，有非常廣泛的應用前景。