精密特種電源行業(yè)發(fā)展基本情況電力電子應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)電力電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)500億元，并繼續(xù)穩(wěn)步向上發(fā)展。電力電子產(chǎn)業(yè)對(duì)中國(guó)人的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。電力電子器件又稱為功率半導(dǎo)體器件，主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件。用途包括變頻、整流、變壓、功率放大、功率控制等，同時(shí)具有節(jié)能功效。功率半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、消費(fèi)電子、新能源交通、軌道交通、工業(yè)控制、發(fā)電與配電等電力、電子領(lǐng)域。電力電子器件根據(jù)載流子類型可分為雙極型與單極型。雙極型包括功率二極管、雙極結(jié)型晶體管、電力晶體管、晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管等，單極型包括功率MOSFET、肖特基勢(shì)壘功率二極管等。電力電子器件起著關(guān)鍵性作用，關(guān)系著高鐵動(dòng)力系統(tǒng)、汽車動(dòng)力系統(tǒng)、消費(fèi)及通訊電子系統(tǒng)等領(lǐng)域能否實(shí)現(xiàn)自主可控的核心零部件。《中國(guó)制造2025》明確提出將先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等列為突破發(fā)展的十大重點(diǎn)領(lǐng)域。同時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)具備低端領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化能力，同時(shí)向中高端進(jìn)軍，以南車、比亞迪為代表的廠商已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，成功實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化IGBT在高鐵和新能源汽車中的應(yīng)用。美國(guó)電力電子器件處于世界領(lǐng)先地位，擁有一批具有全球影響力的廠商，例如TI、Fairchild、Maxim、ADI、ONSemiconductor和Vishay等廠商。歐洲擁有Infineon、ST和NXP三家全球半導(dǎo)體大廠。日本主要有Toshiba、Renesas、Rohm、Matsushita、FujiElectric等。中國(guó)臺(tái)灣擁有富鼎先進(jìn)、茂達(dá)、安茂、致新和沛亨等一批廠商。中國(guó)大陸擁有吉林華微電子、蘇州固锝電子、無(wú)錫華潤(rùn)華晶微電子、揚(yáng)州揚(yáng)杰電子等一批廠商。電力電子行業(yè)持續(xù)高速發(fā)展近年來(lái)，隨著中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)和人民生活水平的不斷提高，以及社會(huì)電氣化程度的逐步提升，電源產(chǎn)業(yè)總體上一直保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，且應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，新能源發(fā)電、新能源汽車、智能制造、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等新興應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娫串a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的動(dòng)力，這些行業(yè)的發(fā)展又對(duì)電力電子設(shè)備提出了諸如節(jié)能、節(jié)材、縮體、減重、避免污染、改進(jìn)環(huán)境、牢靠、安全等新的要求，進(jìn)而推動(dòng)了電源工業(yè)的發(fā)展。隨著工業(yè)4．0的推進(jìn)和制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，電力電子技術(shù)日漸廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保、裝備制造、軌道交通等傳統(tǒng)重點(diǎn)領(lǐng)域，以及新能源、航空航天等前沿技術(shù)領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位將越發(fā)重要，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。儒競(jìng)科技以電力電子及電機(jī)控制技術(shù)作為創(chuàng)新基石，以技術(shù)創(chuàng)新作為產(chǎn)品創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)將不同技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研發(fā)形成的創(chuàng)新技術(shù)逐步應(yīng)用到不同類別的創(chuàng)新產(chǎn)品中，形成了通過(guò)跨領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新的新業(yè)態(tài)，有效實(shí)現(xiàn)了電力電子及電機(jī)控制領(lǐng)域內(nèi)變頻節(jié)能與智能控制綜合產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐。精密特種電源行業(yè)發(fā)展情況精密特種電源市場(chǎng)涉及諸多領(lǐng)域，整體容量較大、單一領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)有限，要求電源生產(chǎn)商需具備較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)品定制能力以及快速及時(shí)的售后服務(wù)，國(guó)外生產(chǎn)企業(yè)受制于成本、服務(wù)響應(yīng)能力的短板，在航空保障、軌道交通、加速器、特種裝備及部分工業(yè)領(lǐng)域已退出國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，由國(guó)內(nèi)企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位；在一些高端特種電源領(lǐng)域，如航空航天、醫(yī)療儀器設(shè)備、半導(dǎo)體等先進(jìn)工業(yè)裝備、前沿研究等領(lǐng)域，國(guó)外產(chǎn)品具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)積累，仍占據(jù)主導(dǎo)地位。航空保障電源用于飛機(jī)的日常測(cè)試檢修供電，是機(jī)場(chǎng)、機(jī)庫(kù)所必備的保障設(shè)備。使用地面供電設(shè)備替代機(jī)載APU，能有效降低機(jī)坪噪音、減少污染排放、節(jié)省燃油，已成為民航行業(yè)節(jié)能減排的重要措施和發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)中國(guó)民航局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年中國(guó)民航客運(yùn)輸量與貨郵運(yùn)輸量實(shí)現(xiàn)疫情后的反彈，同比增長(zhǎng)5．5%、8．2%，但較疫情前仍有較大增長(zhǎng)空間。同時(shí)，2021年中國(guó)民航業(yè)固定資產(chǎn)投資總額達(dá)到1，880．44億元，同比增長(zhǎng)15．54%，傳遞出中國(guó)民航業(yè)復(fù)蘇的信號(hào)。此外，我國(guó)飛機(jī)保有量穩(wěn)定增長(zhǎng)，截至2021年末，民航全行業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)期末在冊(cè)數(shù)量為4，054架，比上年底增加151架。根據(jù)民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，中國(guó)2020年民用機(jī)場(chǎng)為580個(gè)，中國(guó)民航規(guī)劃到2025年建成770個(gè)民用機(jī)場(chǎng)，平均每年新建民用機(jī)場(chǎng)38個(gè)。同時(shí)根據(jù)規(guī)劃，上海浦東、天津、長(zhǎng)沙等機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目將在十四五期間開(kāi)工，以加快樞紐機(jī)場(chǎng)建設(shè)和完善非樞紐機(jī)場(chǎng)布局。民用航空業(yè)的復(fù)蘇及發(fā)展，新建和擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)的增加，以及飛機(jī)保有量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，將有效帶動(dòng)國(guó)內(nèi)航空保障電源的需求增長(zhǎng)。我國(guó)鐵路城軌在過(guò)去的10年得到了前所未有的快速發(fā)展，全國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)里程數(shù)和城市軌道運(yùn)營(yíng)里程數(shù)直接反映了軌道建設(shè)的發(fā)展速度。2014~2015年，鐵路運(yùn)營(yíng)里程增長(zhǎng)較快，2016年以后，由于鐵路行業(yè)發(fā)展已達(dá)到階段高位，鐵路投資基本保持穩(wěn)定，而城市軌道投資額一直保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)城軌建設(shè)向二三線城市蔓延，預(yù)計(jì)中國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)行業(yè)將會(huì)繼續(xù)保持較大建設(shè)規(guī)模和較快的發(fā)展速度。十四五規(guī)劃綱要和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要多次提及鐵路，為軌道交通的未來(lái)發(fā)展指明了方向。隨著鐵路客運(yùn)、貨運(yùn)持續(xù)改革，用戶對(duì)軌道交通裝備產(chǎn)品的適用性、安全性、可靠性等提出了更高的要求。鐵路運(yùn)營(yíng)里程的增加和配套動(dòng)車所的數(shù)量增加將會(huì)帶動(dòng)鐵路沿線電源產(chǎn)品及動(dòng)車所地面電源的增長(zhǎng)。鐵路電氣化升級(jí)改造催生高可靠、智能化的新型電源產(chǎn)品的需求。帶電粒子加速器是利用電磁場(chǎng)加速帶電粒子的裝置，科學(xué)家們?cè)诩铀倨魃辖⒘爽F(xiàn)代核物理與粒子物理學(xué)科。在大型加速器裝置上使用的新技術(shù)往往又會(huì)迅速應(yīng)用到小型裝置上并商品化，在其他科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，也有著廣闊的重要應(yīng)用。在基礎(chǔ)研究大型加速器建設(shè)方面，根據(jù)建設(shè)創(chuàng)新性國(guó)家的要求和國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃，從十一五開(kāi)始，將加大國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施建設(shè)的力度，建設(shè)一批包括北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)二期、上海光源、中國(guó)散裂中子源、國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室以及全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置在內(nèi)的基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施，帶動(dòng)了加速器電源在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的需求快速增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)長(zhǎng)期規(guī)劃，目前有大批正在建設(shè)以及未來(lái)規(guī)劃建設(shè)的大科學(xué)裝置，其中包含合肥先進(jìn)光源（HALF）、南方先進(jìn)光源（SAPS）、重慶超瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置、武漢光源、穩(wěn)態(tài)微聚束極紫外（SSMB-EUV）光源、散裂中子源二期、上海自由電子激光等大型加速器等。根據(jù)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，粒子加速器的商業(yè)化應(yīng)用同樣具有較大的潛力。例如：在醫(yī)療領(lǐng)域，可用于生產(chǎn)放射性同位素和重離子及質(zhì)子治療；在工業(yè)領(lǐng)域，可提供輻照加工、離子注入、無(wú)損檢測(cè)等；在環(huán)保領(lǐng)域，可用于燃煤煙氣脫硫脫氮、核廢料處理等。有的已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)，如無(wú)損集裝箱檢測(cè)設(shè)備；有的即將形成產(chǎn)業(yè)，如燃煤煙氣脫硫脫氮設(shè)備、質(zhì)子治療癌癥設(shè)備等。重離子和質(zhì)子治療癌癥的醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)由中國(guó)科學(xué)院蘭州近代物理研究所和上海應(yīng)用物理研究所與企業(yè)組成聯(lián)合體，開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化工作。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，粒子加速器的研究將仍然是相關(guān)學(xué)科的核心前沿。加速器電源是控制帶電粒子束注入、運(yùn)行及引出的重要設(shè)備，精確控制帶電粒子束的需求，也將對(duì)加速器電源的供電品質(zhì)提出更高的要求。另一方面，隨著粒子加速器與日常生活的聯(lián)系日益緊密，加速器技術(shù)學(xué)科的發(fā)展也將日益與其他工程學(xué)科趨同，在小型儀器儀表、民用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域持續(xù)不斷地深入其影響力。粒子加速器在更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用也將為相關(guān)電源產(chǎn)品帶來(lái)更大的市場(chǎng)空間。定制特種電源指根據(jù)特種裝備等領(lǐng)域的客戶需求研發(fā)設(shè)計(jì)定型的電源產(chǎn)品，用于各類裝備的供電或保障。早期國(guó)內(nèi)相關(guān)市場(chǎng)主要被Vicor、Interpoint等國(guó)外電源品牌占據(jù)，但隨著我國(guó)電子電力技術(shù)和裝備現(xiàn)代化進(jìn)程的加速發(fā)展，我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。尤其是自2018年中美貿(mào)易摩擦以來(lái)，國(guó)家對(duì)于自主可控的意識(shí)大幅加強(qiáng)。目前，我國(guó)特種裝備電源行業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)了由國(guó)產(chǎn)品牌元器件全的方向繼續(xù)推進(jìn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，特種裝備系統(tǒng)的型號(hào)種類不斷增多、性能不斷提升，電源模塊產(chǎn)品和電源系統(tǒng)需求也呈現(xiàn)個(gè)性化、定制化的特征。飛機(jī)數(shù)量增加及新型機(jī)型逐漸投入使用，保障維護(hù)所需的航空保障電源需求呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)。大量新型裝備列裝，訓(xùn)練、測(cè)試所需的定制電源和模塊電源也隨裝備同步增長(zhǎng)?，F(xiàn)代特種裝備電氣化、信息化、智能化發(fā)展，使特種裝備平臺(tái)出現(xiàn)多電全電等綜合電力發(fā)展趨勢(shì)，例如綜合電力系統(tǒng)（IPS）已經(jīng)得到成熟應(yīng)用。隨著用電量變大、用電特性多樣化，對(duì)其獨(dú)立電力系統(tǒng)的要求和各環(huán)節(jié)電源設(shè)備的需求越來(lái)越高。電力電子轉(zhuǎn)型已成趨勢(shì)電力電子學(xué)，一種通過(guò)周期性改變特定電路結(jié)構(gòu)中電路中功率半導(dǎo)體器件的通斷來(lái)改變電能形式的科學(xué)技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，是利用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)的應(yīng)用主要有四大領(lǐng)域，即：工業(yè)、交通、電力系統(tǒng)、電子設(shè)備電源。工業(yè)領(lǐng)域的電力電子技術(shù)主要集中在交直流電機(jī)、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)等；交通領(lǐng)域的電力電子技術(shù)重點(diǎn)是電氣化鐵路、電動(dòng)汽車、航空、航天、航海等；電力系統(tǒng)領(lǐng)域的電力電子技術(shù)側(cè)重于高壓直流輸電、柔性交流輸電、無(wú)功補(bǔ)償?shù)?；電子設(shè)備電源領(lǐng)域的電力電子技術(shù)專注于為信息電子設(shè)備以及家用電器節(jié)能燈、變頻空調(diào)等提供電源。改革傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。未來(lái)，在工業(yè)和民用的各種機(jī)電設(shè)備中，特別是電力電子技術(shù)是弱電控制強(qiáng)電的媒介，是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的重要接口，是計(jì)算機(jī)發(fā)揮作用的保障和基礎(chǔ)。高頻電力電子技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機(jī)電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻方向發(fā)展。達(dá)到最佳工作效率將使機(jī)電設(shè)備體積縮小數(shù)倍或數(shù)十倍，實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，并能適應(yīng)任何參考信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無(wú)噪音、全新的功能和用途。智能電力電子的進(jìn)步在一定程度上融合了信息處理和電力處理，將微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)融為一體。它的發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致電子技術(shù)的重大變革。電力電子行業(yè)上下游關(guān)系上游行業(yè)為電子件電氣件結(jié)構(gòu)件等原材料供應(yīng)行業(yè)，下游行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，包括光伏儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、航空航天、軌道交通、科研試驗(yàn)、電力配網(wǎng)、特種裝備等諸多行業(yè)。新能源產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)、電力事業(yè)的發(fā)展、工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)及設(shè)備電氣化程度的提升及節(jié)能減排政策的大力推廣為行業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)造了廣闊的產(chǎn)業(yè)空間和市場(chǎng)機(jī)遇。電力電子行業(yè)發(fā)展情況和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)提高電力電子設(shè)備的開(kāi)關(guān)頻率，可以有效地減小設(shè)備的體積和重量。另外，可以采用高頻隔離，去掉笨重的工頻隔離變壓器，從而進(jìn)一步減小設(shè)備的體積和重量，并且消除變壓器和電感的噪聲，同時(shí)改善設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。尤其是第三代功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用，為高頻化提供了器件基礎(chǔ)。與硅基材料相比，以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料的耐高壓、耐高溫、高頻和高熱導(dǎo)率性能更好。極大地提高了MOSFET、IGBT等功率器件的工作頻率以及耐壓容量、耐高溫性能，可以極大提高設(shè)備的功率密度和綜合性能。模塊化技術(shù)是電力電子設(shè)備的重要發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)采用多個(gè)較小容量的模塊化產(chǎn)品任意組合成一個(gè)較大容量的產(chǎn)品，可以提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。模塊化具體包括功率器件的模塊化和功能單元的模塊化。功率器件的模塊化是將變換器功率電路直接焊接在印制電路板或陶瓷基板封裝成通用或?qū)Ｓ媚K。功能單元的模塊化是將具有完整功能的電路通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化的結(jié)構(gòu)組裝成一體，形成的功能單元模塊或組件，通過(guò)陣列式多級(jí)串并聯(lián)，可以組成整機(jī)設(shè)備或系統(tǒng)，將模塊組件的容量增加幾倍甚至十幾倍，使單一類型模塊實(shí)現(xiàn)容量及功能的多樣化，無(wú)需針對(duì)特定功率需求進(jìn)行重復(fù)開(kāi)發(fā)或單獨(dú)設(shè)立產(chǎn)線，減小設(shè)備生產(chǎn)商的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本。高性能主要指電力電子設(shè)備輸出特性的高性能，具體體現(xiàn)在：穩(wěn)壓性能好、波形質(zhì)量高、瞬態(tài)響應(yīng)特性好和電壓調(diào)制小等。設(shè)備的性能直接影響到下游客戶設(shè)備的技術(shù)特性，部分行業(yè)領(lǐng)域的客戶設(shè)備對(duì)供電品質(zhì)要求極高。例如加速器中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)對(duì)于對(duì)電源的精度提出極高的要求，需要高精度、低紋波、高穩(wěn)定度、高效節(jié)能的電源產(chǎn)品。而在測(cè)試電源領(lǐng)域，客戶在研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品精細(xì)化測(cè)試要求的提高，如新能源汽車電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池、電控系統(tǒng)向高功率密度、高電壓、大功率等方向發(fā)展，促使測(cè)試電源產(chǎn)品持續(xù)升級(jí)。數(shù)字化和智能化貫穿于電力電子設(shè)備的控制、檢測(cè)與通信過(guò)程中，全數(shù)字化控制及智能化控制通過(guò)可編程芯片實(shí)現(xiàn)針對(duì)設(shè)備閉環(huán)反饋控制回路的數(shù)字化控制，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)單一參數(shù)模擬控制，如根據(jù)輸入電壓和負(fù)載及環(huán)境溫度的變化靈活設(shè)置不同的閉環(huán)反饋控制參數(shù)來(lái)提升設(shè)備的綜合性能和可靠性；同時(shí)，也可對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)控，如電流、電壓、溫度等狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字化監(jiān)控，過(guò)壓、過(guò)流及過(guò)溫等