現在，半導體正廣泛應用于我們日常生活中的電器設備上。同時(shí)，可以想見(jiàn)，今后作為分立器件之一的功率器件，在汽車(chē)和工業(yè)機械上的需求量會(huì )越來(lái)越大。

其原因在于，在全世界范圍內，環(huán)境保護意識正在不斷提高。為了實(shí)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。但與此同時(shí)，我們必須保證生活的質(zhì)量和便利程度不會(huì )隨之下降。為了滿(mǎn)足這看似難以?xún)扇男枨?，功率器件將發(fā)揮巨大的作用

此次，我們就將探討這種作為功率器件的半導體的現狀和未來(lái)。

緊隨電動(dòng)汽車(chē)普及熱潮 致力于研發(fā)車(chē)載半導體

“功率器件，主要作用是為了控制電能。它的應用很廣泛，例如，電腦電源、冰箱和洗衣機等轉動(dòng)電動(dòng)機的家電，有軌電車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)等交通工具，工廠(chǎng)里使用的工業(yè)機器上面都會(huì )安裝功率器件?？梢哉f(shuō)，伴隨當今的節能大潮，這個(gè)領(lǐng)域有著(zhù)巨大的發(fā)展潛力”

這段話(huà)是東芝電子元件及存儲裝置株式會(huì )社的來(lái)島正一郎先生說(shuō)的。來(lái)島先生所在的公司長(cháng)期以來(lái)一直發(fā)展著(zhù)半導體的相關(guān)業(yè)務(wù)。在功率器件方面，其公司一直走在世界發(fā)展前列，且分布十分廣泛，并始終致力于將東芝開(kāi)發(fā)的各種功率電器安裝于我們身邊的各種產(chǎn)品中。

隨著(zhù)近年來(lái)社會(huì )對節能需求的增加，東芝位于日本石川縣和兵庫縣的功率器件制造廠(chǎng)的生產(chǎn)量也正在大幅增長(cháng)?！盁o(wú)論是冰箱還是空調，如果不使用功率器件來(lái)控制電能的話(huà)，將會(huì )造成相當大的能源消耗。通過(guò)安裝功率器件的逆變器，就能對電力輸出進(jìn)行非常細致的調整，從而提高能源使用效率”在這樣的條件下，今后電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)前景將會(huì )非常廣闊。因為對于電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，功率器件不可或缺。

“以電動(dòng)汽車(chē)為主的環(huán)境友好型汽車(chē)的數量，今后將會(huì )越來(lái)越多。對此，東芝將在車(chē)載功率器件的開(kāi)發(fā)上投入更多的精力。同時(shí)，各大汽車(chē)制造商也將不斷增加電動(dòng)汽車(chē)的種類(lèi)，這將進(jìn)一步促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的普及?！?/p>

那么，為什么使用功率器件能夠節省能源呢？在這里，就請來(lái)島先生簡(jiǎn)單地為大家講解一下這一先進(jìn)的工作機制。

“以家電為例，在打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電動(dòng)機開(kāi)始旋轉，關(guān)閉開(kāi)關(guān)時(shí)，電動(dòng)機停止旋轉，這個(gè)原理很簡(jiǎn)單。但是通過(guò)功率器件，可以使電器開(kāi)關(guān)以每秒1kHZ（千赫茲）的頻率高速切換，以此達到最佳轉速，從而降低能源消耗。雖然也會(huì )存在開(kāi)關(guān)電耗的情況，但相較于開(kāi)機狀態(tài)，使用功率器件能夠達到更好的節能效果?！?/p>

電動(dòng)汽車(chē)需要通過(guò)蓄電池提供電力，以此轉動(dòng)電動(dòng)機行駛。除了驅動(dòng)電動(dòng)機之外，電動(dòng)汽車(chē)上還安裝了各種各樣的電子設備。為了能夠使所有設備正常運行，我們必須為每個(gè)設備轉換對其而言最適合的電壓和電流。能夠擔此重任的正是功率器件。

東芝研發(fā)的功率器件

推動(dòng)社會(huì )的可持續發(fā)展——功率器件！

當然，功率器件的應用領(lǐng)域并不僅限于電動(dòng)汽車(chē)。在插座的另一端，整個(gè)電網(wǎng)的范圍內，功率器件同樣可以發(fā)揮重要的作用。

一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電站都設置在遠離城市中心的地方。因此，如何能夠將電力零消耗地傳送到用電地區，是一個(gè)世界性的課題。電力消耗越少，就越能提高能源的使用效率，從而降低環(huán)境的負荷，進(jìn)一步實(shí)現社會(huì )的可持續發(fā)展。

東芝研發(fā)的功率器件，不僅能夠用于光伏發(fā)電設備，還能夠高效地生產(chǎn)清潔能源。光伏發(fā)電設備，不僅能夠將直流電轉換為供家庭和工廠(chǎng)使用的交流電，還能將因太陽(yáng)能輻射量的波動(dòng)而電壓不穩的電力傳送到電網(wǎng)上。利用功率器件，就可以將通過(guò)太陽(yáng)能得到的有限電力更加高效地輸送出去。

位于日本石川縣的東芝半導體制造廠(chǎng)的無(wú)菌室

功率器件仍在不斷發(fā)展當中。到目前為止，器件的主要原料是硅。但是，為了能夠使器件達到更高的效能，東芝正在開(kāi)發(fā)使用碳化硅和氮化鎵等新材料的半導體

隨著(zhù)新材料的應用，在減少電力損失、降低電力消耗等節能方面，半導體將發(fā)揮更大的作用?，F在，已經(jīng)有一部分的新材料半導體被應用于電車(chē)和新干線(xiàn)等鐵路車(chē)輛上了。今后，如能在成本和應用方面取得平衡，也許功率器件會(huì )逐漸占領(lǐng)主流市場(chǎng)。這樣的話(huà)，環(huán)境負荷將會(huì )進(jìn)一步降低，我們的生活質(zhì)量也得以提高。東芝現在也正針對新材料半導體進(jìn)行持續研發(fā)。

功率器件能夠降低電器產(chǎn)品的能源消耗，進(jìn)一步實(shí)現低碳社會(huì )。雖然功率器件很少引起普通消費者的關(guān)注，但是隨著(zhù)它為我們的生活進(jìn)步做出的巨大貢獻，在未來(lái)它將會(huì )為更多的人所熟知。