電力半導體元件製造工 中國北車股份有限公司寫 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國北車股份有限公司寫 著

圖書標籤:

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店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113200008

商品編碼：29272033367

包裝：平裝

齣版時間：2015-06-01

基本信息

書名：電力半導體元件製造工

定價：41.0元

作者：中國北車股份有限公司寫

齣版社：中國鐵道齣版社

齣版日期：2015-06-01

ISBN：9787113200008

字數：3171000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本工種以企業職業技能鑒定的內容和形式為主要依據，內容包括職業技能鑒定習題及其答案，以及技能操作考核框架、技能操作考核樣題與分析。本書可作為各企業組織職業技能鑒定前培訓的輔助教材，也可作為企業申請鑒定人員的自學參考材料，側重於技術人員的相關知識要求練習和技能要求演練。

目錄

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作者介紹

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中國北車股份有限公司，簡稱中國北車，是經國資委批準，由中國北方機車車輛工業集團公司聯閤大同前進投資有限責任公司、中國誠通控股集團有限責任公司和中國華融資産管理公司，於2008年6月26日共同發起設立的股份有限公司，主營鐵路機車車輛、城市軌道車輛、工程機械機電子的研發、設計、製造、修理、服務業務。

文摘

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序言

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時代脈搏的鑄造者：電力半導體産業發展史與未來展望 引言 電力半導體元件，作為現代電力電子技術的核心，是驅動工業進步、能源轉型和社會發展的關鍵力量。從早期簡單的二極管、三極管，到如今集成度極高、性能強大的功率模塊，電力半導體元件的發展曆程，是一部技術革新、産業崛起、全球競爭與閤作的壯麗史詩。本書旨在係統梳理電力半導體産業的發展脈絡，深入剖析技術演進的關鍵節點，探討影響産業格局的宏觀因素，並展望其在新能源、智能製造、信息通信等前沿領域的廣闊未來。 第一章：電力半導體元件的黎明（20世紀初 - 1960年代） 本章追溯電力半導體元件的起源，聚焦於早期真空管技術在電力控製領域應用的局限性，以及半導體材料的發現如何為革命性的技術變革奠定基礎。 真空管時代的局限與探索： 在電力電子技術發展的初期，真空管是實現電流控製與開關的主要手段。然而，真空管體積龐大、功耗高、壽命短、易損壞等缺點，嚴重製約瞭電力係統的效率和小型化。盡管如此，科學傢們仍在不斷探索更優的解決方案。 半導體材料的發現與初步應用： 隨著量子力學的發展，對半導體材料（如鍺、矽）特性的理解逐漸深入。1947年，貝爾實驗室發明瞭晶體管，這標誌著固態電子器件時代的開啓。盡管最初的晶體管主要應用於信號處理，但其固態、體積小、能耗低的優勢，為日後電力半導體元件的發展埋下瞭伏筆。 矽整流器的誕生與直流輸電的初步嘗試： 20世紀50年代，高功率矽整流器的齣現，是電力半導體元件在電力領域取得的第一次重大突破。它使得高效的交流-直流（AC-DC）轉換成為可能，為高壓直流輸電（HVDC）等關鍵技術提供瞭基礎。這一時期，電力電子技術開始從實驗室走嚮工業應用，為後續更大規模的電力控製奠定瞭基礎。 第二章：功率器件的崛起與應用拓展（1970年代 - 1990年代） 本章重點介紹功率晶體管（GTO、IGBT等）的齣現及其對電力電子技術發展的深遠影響，以及電力半導體元件在工業驅動、交通運輸等領域的廣泛應用。 GTO（門極關斷晶閘管）的革命： 1970年代，GTO的問世是功率半導體技術的一大飛躍。與傳統的SCR（晶閘管）隻能實現門極觸發導通、而無法直接門極關斷不同，GTO賦予瞭功率器件更強的控製能力，使得更靈活、高效的電力轉換成為可能。這極大地推動瞭變頻器、不間斷電源（UPS）等設備的發展。 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的輝煌： 1980年代，IGBT的齣現將電壓驅動的 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的低驅動功率優勢，與電流驅動的雙極型晶體管（BJT）的耐高壓、大電流特性結閤起來，成為瞭當時最先進的功率開關器件。IGBT以其優異的性能，迅速取代瞭GTO等器件，成為大功率電力電子應用的主流選擇，在電機驅動、電力係統控製等領域占據主導地位。 應用領域的爆炸式增長： 隨著高性能功率器件的齣現，電力半導體元件的應用領域以前所未有的速度拓展。工業驅動（如交流電機變頻調速）、電力係統（如高壓變頻軟啓動、無功補償）、交通運輸（如電動汽車、軌道交通牽引）、傢用電器（如變頻空調、電磁爐）等，都受益於電力半導體技術的進步。功率因數校正（PFC）電路、DC-DC轉換器等各種電力電子拓撲結構應運而生，進一步提高瞭能源利用效率。 第三章：寬禁帶半導體材料的曙光與下一代技術（2000年代至今） 本章將聚焦於新一代寬禁帶半導體材料（如SiC、GaN）的興起，分析其相比矽基材料的性能優勢，以及這些新技術如何為電力電子技術帶來革命性的變革。 矽基材料的極限與對新材料的渴望： 盡管矽基功率器件取得瞭巨大的成功，但其在高溫、高頻、高電壓等方麵的性能瓶頸日益凸顯。尤其是在新能源汽車、高效電源、高頻通信等對功率密度和效率要求極高的領域，矽基材料的局限性越來越難以剋服。 SiC（碳化矽）的崛起： 碳化矽具有遠高於矽的擊穿電場強度、熱導率和電子飽和漂移速度。基於SiC的功率器件（如SiC MOSFET、SiC肖特基二極管）能夠工作在更高的溫度、電壓和頻率下，並顯著降低開關損耗。這使得SiC成為電動汽車充電器、光伏逆變器、工業電源等領域極具潛力的替代材料。 GaN（氮化鎵）的飛躍： 氮化鎵在電子遷移率和工作頻率方麵具有優勢，尤其適閤於高頻、低壓的應用場景。GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）等器件在手機充電器、數據中心電源、射頻通信等領域展現齣巨大的應用潛力，能夠實現更小的尺寸、更高的效率和更快的充電速度。 第三代半導體技術的挑戰與機遇： 寬禁帶半導體材料的商業化生産仍然麵臨著襯底製備、器件製造工藝、成本控製等方麵的挑戰。然而，其帶來的性能提升是顛覆性的，有望在未來能源、通信、交通等多個關鍵領域引發新一輪的技術革命。 第四章：産業格局演變與全球競爭 本章將分析電力半導體産業在不同發展階段的産業結構、主要參與者、技術壁壘以及全球化進程中的競爭與閤作。 早期産業的集中與垂直整閤： 在電力半導體産業的初期，技術研發和生産高度集中，少數大型跨國公司憑藉技術和資金優勢占據主導地位。垂直整閤的商業模式（從材料到器件設計、製造、封裝）較為普遍。 專業化分工與“無廠半導體”的興起： 隨著産業的成熟和技術復雜度的提高，專業化分工逐漸成為趨勢。許多企業專注於器件的設計和銷售（無廠半導體公司），而將晶圓製造外包給專業的代工廠。這種模式降低瞭企業進入門檻，但也加劇瞭産業鏈的協同難度。 區域競爭與國傢戰略： 全球主要經濟體都將電力半導體産業視為戰略性新興産業，並投入巨資進行研發和扶持。美國、歐洲、日本、中國等國傢和地區在不同領域展開激烈競爭，爭奪技術製高點和市場份額。 産業鏈的全球化與脆弱性： 當前，電力半導體産業鏈高度全球化，涉及材料供應、晶圓製造、封裝測試等多個環節。這種全球化帶來瞭效率提升，但也使得産業鏈麵臨地緣政治風險、供應鏈中斷等脆弱性。 第五章：麵嚮未來的挑戰與發展趨勢 本章將展望電力半導體産業的未來發展方嚮，分析其在應對全球性挑戰（如氣候變化、能源危機）中的作用，並預測未來技術發展的重點。 能源轉型與綠色發展： 電力半導體是實現能源轉型和碳中和目標的核心技術。在新能源發電（風電、光伏）、智能電網、儲能係統、電動汽車充電基礎設施等領域，對高性能、高可靠性的電力半導體元件的需求將持續爆發。 智能化與集成化： 隨著人工智能、物聯網等技術的發展，電力半導體元件將更加智能化和集成化。功率模塊將集成更多的控製、通信和保護功能，實現更高級彆的係統集成和協同控製。 小型化、高效率與高可靠性： 未來電力半導體元件將朝著更小的體積、更高的能量密度、更低的能耗和更長的壽命方嚮發展。寬禁帶材料的應用將是實現這些目標的關鍵。 數字化轉型與仿真設計： 藉助先進的EDA（電子設計自動化）工具和仿真技術，將加速電力半導體器件的設計、優化和驗證過程，縮短産品開發周期，降低研發成本。 人纔培養與自主創新： 麵對日益激烈的全球競爭，加強電力半導體領域的專業人纔培養，推動自主創新，突破關鍵技術瓶頸，將是確保國傢競爭力的重要戰略。 新應用領域的拓展： 除瞭傳統領域，電力半導體技術還將滲透到更多新興領域，如航空航天、醫療設備、激光技術、高性能計算等，帶來新的應用機遇。 結論 電力半導體元件的發展，是人類徵服和運用電能的偉大曆程。從最初的簡單開關，到如今支撐起龐大能源網絡和信息社會的關鍵節點，其技術進步的每一步都凝聚著無數科學傢的智慧和工程師的汗水。展望未來，電力半導體産業將繼續扮演“時代脈搏的鑄造者”的角色，在推動全球能源革命、實現可持續發展的徵程中，貢獻不可或缺的力量。理解其發展曆程，把握其技術脈搏，對於應對未來的挑戰，抓住發展的機遇至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構布局非常嚴謹，層次感極強。它不是那種堆砌理論公式的教科書，而是更偏嚮於一本“工藝操作指南”與“工程實踐總結”的完美結閤體。我特彆關注瞭“器件封裝與熱管理”這一塊的內容。在當今大功率應用中，芯片本身再先進，如果封裝工藝跟不上，最終的可靠性也會大打摺扣。書中對鍵閤綫材料的選擇、散熱基闆的導熱設計，以及灌封膠的耐高低溫循環特性等，都進行瞭細緻的論述。這讓我聯想到很多實際項目中遇到的器件過熱失效案例，很多時候問題就齣在這些看似不起眼的“收尾”工作上。作者似乎以一種工匠精神來對待每一個製造環節，強調的是“一次成型，即為精品”。這種對製造環節的尊重和深入挖掘，是很多偏重於係統集成論述的著作所欠缺的寶貴視角。

評分☆☆☆☆☆

讀完前幾章對半導體材料特性的介紹，我簡直有種醍醐灌頂的感覺。我一直以為，影響IGBT或MOSFET性能的無非是設計架構，但這本書深入剖析瞭碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）這些第三代半導體材料的晶體結構缺陷如何直接影響器件的耐壓和開關速度。作者在描述材料的生長和提純過程中，那種對細節的執著令人印象深刻，仿佛能透過文字聞到高純度氣體和熔融矽的氣味。特彆是關於缺陷控製的章節，裏麵提到瞭很多先進的檢測手段和應對措施，這對於提升我國高端功率器件的良率至關重要。這本書的價值不在於它告訴你“怎麼用”，而在於它告訴你“為什麼它能用”以及“如何把它造得更好”。對於我們下遊應用側的人來說，瞭解這些製造端的“黑箱”知識，能極大地提升我們進行選型和故障分析的準確性，避免陷入盲目崇拜進口産品的怪圈。

評分☆☆☆☆☆

從整體來看，這本書的廣度和深度都超齣瞭我對一本特定領域“製造工藝”書籍的預期。它不僅覆蓋瞭傳統矽基器件的製造難點，還對新材料的挑戰進行瞭前瞻性的介紹，這顯示齣編撰團隊對行業發展有著清晰的把握。我特彆欣賞它在質量控製和失效分析部分的處理方式，作者並沒有將這些內容草草帶過，而是像偵探破案一樣，詳細列舉瞭可能導緻器件失效的各種微觀形貌和電學特徵。這種係統化的故障排查思路，對於提高生産綫的穩定性和最終産品的長壽命運行，具有不可替代的指導意義。可以說，這本書已經超越瞭一般的專業教材範疇，它更像是一份凝聚瞭數十年製造業經驗的“內參”，對於緻力於實現電力半導體國産化和自主可控的工程師和科研人員來說，絕對是案頭必備的重量級參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計確實挺有意思，那種帶著點復古工業風的字體和深沉的藍色調，一下子就把人拉迴到那種嚴謹的科研氛圍裏。我本來是搞電力係統自動化的，對半導體器件的瞭解大多停留在應用層麵，但這本書的標題——《電力半導體元件製造工》，聽起來就非常專業，直指核心的“製造”環節。我拿到書後，首先翻閱瞭目錄，發現它對從原材料提純到最終封裝測試的每一個步驟都做瞭詳盡的梳理。尤其讓我好奇的是關於晶圓加工的部分，想象著在無塵室裏，那些復雜的刻蝕、薄膜沉積工藝是如何將矽片變成具備特定功能的電力電子“心髒”的，這可不是簡單的電路闆焊接能比擬的。這本書顯然不是寫給初學者的入門讀物，它的深度足以讓行業內的工程師都能從中找到新的思考點。從書名看，它應該側重於工藝流程的規範性和操作細節的掌握，對於理解高端電力設備可靠性的根源，無疑是一本重要的參考。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的語言風格是那種典型的、不加修飾的、麵嚮工程實踐的文字，非常直接有力。它很少使用華麗的辭藻來渲染技術的前沿性，而是用大量的數據圖錶和工藝流程圖來支撐論點。比如，在介紹離子注入工藝時，它詳細對比瞭不同注入能量對結深分布的影響麯綫，並直接給齣瞭不同應用場景下的最優參數範圍。這種詳盡到近乎苛刻的描述，對於一綫技術人員來說，無疑是極大的便利。我能想象到，這本書的編著者一定是在生産一綫浸潤瞭多年，對工藝窗口的敏感度和對設備特性的理解已經深入骨髓。它更像是從實踐中提煉齣的黃金法則，而不是空中樓閣般的理論推導，讀起來讓人感到踏實和可靠，是那種可以放在工具箱裏隨時翻閱的實用手冊。