半导体材料设计范文

导语：如何才能写好一篇半导体材料设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：半导体，超晶格，集成电路，电子器件

 

1.半导体材料的概念与特性

当今，以半导体材料为芯片的各种产品普遍进入人们的生活，如电视机，电子计算机，电子表，半导体收音机等都已经成为我们日常所不可缺少的家用电器。半导体材料为什么在今天拥有如此巨大的作用，这需要我们从了解半导体材料的概念和特性开始。

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质，在某些情形下具有导体的性质。半导体材料广泛的应用源于它们独特的性质。首先，一般的半导体材料的电导率随温度的升高迅速增大，各种热敏电阻的开发就是利用了这个特性；其次，杂质参入对半导体的性质起着决定性的作用，它们可使半导体的特性多样化，使得PN结形成，进而制作出各种二极管和三极管；再次，半导体的电学性质会因光照引起变化，光敏电阻随之诞生；一些半导体具有较强的温差效应，可以利用它制作半导体制冷器等；半导体基片可以实现元器件集中制作在一个芯片上，于是产生了各种规模的集成电路。这种种特性使得半导体获得各种各样的用途，在科技的发展和人们的生活中都起到十分重要的作用。

2.半导体材料的发展历程

半导体材料从发现到发展，从使用到创新，也拥有着一段长久的历史。在20世纪初期，就曾出现过点接触矿石检波器。1930年，氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用，使半导体材料开始受到重视。1947年锗点接触三极管制成，成为半导体的研究得到重大突破。50年代末，薄膜生长技术的开发和集成电路的发明，使得微电子技术得到进一步发展。60年代，砷化镓材料制成半导体激光器，固溶体半导体材料在红外线方面的研究发展，半导体材料的应用得到扩展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研究成功，使得半导体器件的设计与制造从“杂志工程”发展到“能带工程”，将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。90年代以来随着移动通信技术的飞速发展，砷化镓和磷化铟等半导体材料得成为焦点，用于制作高速、高频、大功率及发光电子器件等；近些年，新型半导体材料的研究得到突破，以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出其超强优越性，被称为IT产业新的发动机。

3.各类半导体材料的介绍与应用

半导体材料多种多样，要对其进一步的学习，我们需要从不同的类别来认识和探究。通常半导体材料分为：元素半导体、化合物半导体、固溶体半导体、非晶半导体、有机半导体、超晶格半导体材料。不同的半导体材料拥有着独自的特点，在它们适用的领域都起到重要的作用。

3.1元素半导体材料

元素半导体材料是指由单一元素构成的具有半导体性质的材料，分布于元素周期表三至五族元素之中，以硅和锗为典型。硅在在地壳中的含量较为丰富，约占25%，仅次于氧气。硅在当前的应用相当广泛，它不仅是半导体集成电路、半导体器件和硅太阳能电池的基础材料，而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活，人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上元件都离不开硅材料。锗是稀有元素，地壳中的含量较少，由于锗的特有性质，使得它的应用主要集中于制作各种二极管，三极管等。而以锗制作的其他器件如探测器，也具备着许多的优点，广泛的应用于多个领域。

3.2化合物半导体材料

通常所说的化合物半导体多指晶态无机化合物半导体，即是指由两种或两种以上元素确定的原子配比形成的化合物，并具有确定的禁带宽度和能带结构的半导体性质。化合物半导体材料种类繁多，按元素在元素周期表族来分类，分为三五族（如砷化镓、磷化铟等），二六族（如硒化锌），四四族（如碳化硅）等。如今化合物半导体材料已经在太阳能电池、光电器件、超高速器件、微波等领域占据重要的位置，且不同种类具有不同的性质，也得到不同的应用。。

3.3固溶体半导体材料

固溶体半导体材料是某些元素半导体或者化合物半导体相互溶解而形成的一种具有半导体性质的固态溶液材料，又称为混晶体半导体或者合金半导体。随着每种成分在固溶体中所占百分比（X值）在一定范围内连续地改变，固溶体半导体材料的各种性质（尤其是禁带宽度）将会连续地改变，但这种变化不会引起原来半导体材料的晶格发生变化.利用固溶体半导体这种特性可以得到多种性能的材料。

3.4非晶半导体材料

非晶半导体材料是具有半导体特性的非晶体组成的材料，如α-硅、α-锗、α-砷化镓、α-硫化砷、α-硒等。。这类材料，原子排列短程有序，长程无序，又称无定形半导体，部分称作玻璃半导体。非晶半导体按键合力的性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类，可用液相快冷方法和真空蒸发或溅射的方法制备。在工业上，非晶半导体材料主要用于制备像传感器、太阳能电池薄膜晶体管等非晶半导体器件。

3.5有机半导体材料

有机半导体是导电能力介于金属和绝缘体之间，具有热激活电导率且电导率在10-10～100S·cm的负一次方范围内的有机物，如萘蒽、聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蒽的络合物等.其中聚丙烯腈等有机高分子半导体又称塑料半导体。有机半导体可分为有机物、聚合物和给体-受体络合物三类。相比于硅电子产品，有机半导体芯片等产品的生产能力较差，但是拥有加工处理更方便、结实耐用、成本低廉的独特优点。目前，有机半导体材料及器件已广泛应用于手机，笔记本电脑，数码相机，有机太阳能电池等方面。

3.6超晶格微结构半导体材料

超晶格微结构半导体材料是指按所需特性设计的能带结构，用分子束外延或金属有机化学气相沉积等超薄层生产技术制造出来的具有各种特异性能的超薄膜多层结构材料。由于载流子在超晶格微结构半导体中的特殊运动，使得其出现许多新的物理特性并以此开发了新一代半导体技术。。当前，对超晶格微结构半导体材料的研究和应用依然在研究之中，它的发展将不断推动许多领域的提高和进步。

4.半导体材料的发展方向

随着信息技术的快速发展和各种电子器件、产品等要求不断的提高，半导体材料在未来的发展中依然起着重要的作用。在经过以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料发展历程后，第三代半导体材料的成为了当前的研究热点。我们应当在兼顾第一代和第二代半导体发展的同时，加速发展第三代半导体材料。目前的半导体材料整体朝着高完整性、高均匀性、大尺寸、薄膜化、集成化、多功能化方向迈进。随着微电子时代向光电子时代逐渐过渡，我们需要进一步提高半导体技术和产业的研究，开创出半导体材料的新领域。相信不久的将来，通过各种半导体材料的不断探究和应用，我们的科技、产品、生活等方面定能得到巨大的提高和发展！

参考文献

[1]沈能珏,孙同年,余声明,张臣.现代电子材料技术.信息装备的基石[M].北京：国防工业出版社,2002.

[2]靳晓宇.半导体材料的应用与发展研究[J].大众商务,2009,(102).

[3]彭杰.浅析几种半导体材料的应用与发展[J].硅谷, 2008,(10).

[4]半导体技术天地.2ic.cn/html/bbs.html.

篇2

它具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，可实现高压、高温、高频、高抗辐射等能力。

它的应用范围覆盖半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等朝阳领域。

它被视为未来支撑信息、能源、交通、国防等产业发展的重点新材料，将引领光电产业的新一轮革命。

它就是以碳化硅（SiC）、氮化铝（AlN）、氮化镓（GaN）等为代表的第三代半导体材料，如今世界各国争相布局的战略高地。

在世界范围内，第三代半导体材料在各个领域的产业成熟度各有不同，在某些前沿研究方向，仍处于实验室研发阶段。尽管我国起步较晚，发展较缓，无论基础研究还是产业化推进都仍有很长的路要走，但这并未影响该领域内科研人员潜心攻关、奋起直追的决心。

哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院宋波教授，就是奋战在我国第三代半导体材料研究最前沿的优秀科研人员之一。

他L期从事第三代宽禁带半导体材料的生长与物性研究，凝练了气相质量输运动态平衡控制及温场调控等关键科学问题，对碳化硅、氮化铝等光电功能晶体生长过程的动力学优化、关键工艺参数控制与物理性质调控等相互关联的科学问题开展了系统研究，成果颇丰。

雏凤新声，结缘宽禁带半导体

一代材料，一代器件，一场革命。材料的重要性，在半导体产业已经得到印证。

以硅（Si）为代表的第一代半导体材料，引发了电子工业大革命；以砷化镓（GaAs）为代表的第二代半导体材料，则拓展了半导体在高频、光电子等方面的应用，使人类进入光纤通信、移动通信的新时代。而如今，正是第三代半导体材料“大展身手”的时代。

第三代半导体材料又叫宽禁带半导体，是指禁带宽度大于2 eV（电子伏特）的一类半导体，以碳化硅、氮化铝、氮化镓、立方氮化硼（C-BN）等为主要代表。它们所表现出的高温下的稳定性、高效的光电转化能力、更低的能量损耗等绝对优势，吸引了业界的普遍关注，有望全面取代传统半导体材料，开启半导体新时代。

宋波进入这一领域是在博士阶段。那是2005年前后，他正就读于中国科学院物理研究所，师从我国著名晶体结构专家陈小龙研究员开展研究。当时国内宽禁带半导体研究起步不久，各项研究都非常薄弱。

2008年，宋波回到家乡哈尔滨，并在哈尔滨工业大学韩杰才院士引荐下加入该校基础与交叉科学研究院。在这里，宋波确立了宽禁带半导体生长与物性研究这一研究方向，立志从基础研究领域着手，改善我国关键性、基础性战略材料依赖进口的局面，促进宽禁带半导体材料和器件产业的发展，提升产业核心竞争力，缩小与西方国家的差距。

在近十年的研究过程中，宋波作为课题负责人承担了包括国家自然科学基金项目、总装“十二五”预先研究重点项目、科技部国际科技合作项目等在内的20多项科研项目，在J. Am. Chem. Soc.， Nano Lett.， Phys. Rev. Lett.， Adv. Funct. Mater.， Phys. Rev. B等国际著名SCI学术杂志上100余篇，论文被正面他引1000余次；获得授权发明专利13项。特别是在SiC基稀磁半导体和AIN基晶体生长研究方向，取得了一系列创新性成果，引领了国内外相关研究的进步，在行业内形成了一定的影响力。

层层深入，攻关SiC基稀磁半导体

稀磁半导体是自旋电子学的材料基础，能够同时利用电子的电荷属性和自旋属性，兼具半导体和磁性的性质，新颖而独特，是第三代半导体材料的热点研究之一。

现阶段，GaAs、GaN和ZnO基稀磁半导体的研究已经取得了突破性进展，但仍无法满足人们对自旋器件高温、高频、大功率和抗辐射等性能的要求，SiC基的出现恰逢其时。宋波在这一前沿方向进行了广泛而深入的研究，并取得了系列研究进展。

他提出了非磁性元素Al掺杂制备SiC基稀磁半导体，在200 K观察到了玻璃态的铁磁有序，同时实现了4H-SiC晶型的稳定可控。首次提出了非磁性元素掺杂AlN基稀磁半导体的研究思路，有效地避免磁性杂质的引入，为探讨稀磁半导体的磁性来源提供了理想的实验体系。

论文在2009年发表后，至今已被他引50余次，得到不少业内专业人士的直接认可，认为其启迪了思考。中国科学院外籍院士C.N.R. Rao教授就曾在论文中直言：宋等的工作显示了铁磁性不是来自磁性杂质而是来自于sp3杂化向sp3-sp2混合杂化转变的过程中所导致。

随着研究的不断深入，宋波的研究也渐入佳境――

同样在2009年，他利用在h-BN中的实验结果证实了美国布法罗州立大学Peihong Zhang教授等人的理论预言，即在带隙宽度达5.5 eV的h-BN中存在缺陷直接诱导的内禀磁性。这一成果获得了包括波兰科学院物理研究院O. Volnianska教授在内的业界专家的正面引用和广泛认可。

2010年，他提出了双元素（Al，TM）复合掺杂SiC基稀磁半导体的研究思路。在Al掺杂稳定4H-SiC晶型的基础之上，同时掺杂磁性过渡金属元素，来获得高Tc、高矫顽力和高剩磁的稀磁半导体。

2011年，他提出了采用缺陷工程调控半导体磁性的新方向。与合作者一起采用中子辐照在碳化硅晶体中诱导出了以硅-碳双空位为主的缺陷，在实验上给出了硅-碳双空位导致铁磁性的证据，并从理论上揭示了双空位产生磁性的物理机制，证实了磁性元素并非半导体磁性的唯一来源，为深入探究宽禁带半导体的磁性起源提供了新的科学认识。在此之后，国内外有超过18个研究小组开展了缺陷诱导半导体磁性的研究工作，并在相关论文中引用了他们的成果，将其列为缺陷导致磁性的典型例子。

把握前沿，初探AIN晶体生长

AlN基的高温、高频、高功率微波器件是雷达、通信等现代化军事和航天装备等领域急需的电子器件。

宋波介绍，与其它的半导体材料相比，AlN基低维材料的形貌较为单一，这导致对其新性质和新应用的探索受到了较大的制约。

因此，深入开展生长动力学研究，探究生长过程中质量输运-温场分布-成核动力学的内在关联，从微观机理上阐述物性变化的原因，探索新奇物理效应，成为制约宽禁带半导体发展的关键科学问题，同时也是一项亟待开展的基础性研究工作。

在这一研究方向，宋波同样取得了不俗的成绩――

（一）在AlN机理生长方面，首次发现本征的六重螺旋生长机制。

他@得了单晶AlN纳米和微米弹簧、AlN螺旋结构、AlN平面六边形环等新颖纳米结构，系统性研究首次发现AlN纳米/微米结构和AlN单晶都遵循六重对称的旋转生长机制。

这一发现极大地丰富了人们对于AlN晶生长机理的认识，对调控AlN生长形貌，获得大尺寸、低缺陷密度的AlN晶体具有重要参考价值。

（二）在AlN新物理性质探索方面，他首次在AlN微米螺旋结构中发现了时间长达300秒的长余辉效应。

研究中，他分别从理论和实验上对AlN螺旋结构中氮空位和铝间隙耦合效应进行了研究。首次发现氮空位和铝间隙的共同作用会诱导出新的能级，进而导致长余辉效应的显现。这一发现，丰富了人们对于AlN基本物理性质的认识，为设计和制造新型AlN基光电子器件提供理论指导。

在AlN纳米线螺旋结构的力学测试中首次发现了AlN单晶螺旋中存在弹性形变。该发现为制备AlN基纳米器件提供了进一步的认识。

（三）在AlN晶体生长方面，突破了多项关键技术，包括形核温度控制技术、晶粒长大过程控制技术、形核控制技术等。

研究中，宋波掌握了包括电阻率及均匀性控制技术、多型缺陷浓度控制技术以及晶体质量稳定性控制技术等在内的多项关键技术，获得了高质量的晶体材料。

他所获得的直径达35mm的双面抛光片，位错密度小于107个/cm2，申报了国家发明专利7项，研究水平居于国内领先地位。

他重新设计和研制了全钨的晶体生长炉、AlN原料原位补充系统和垂直梯度坩埚。试验结果表明，采用新的生长组合系统大大提高了AlN的晶体质量，其中AlN晶体的主要缺陷密度，特别是O（氧）含量降低了约3个数量级，电阻率提高了约2个数量级，为进一步获得高质量的AlN晶体提供了技术支撑。

多年来，宋波非常在意与国际学者的交流与合作，不仅承担了科技部国际科技合作项目，还在多年的研究中与美国威斯康星大学麦迪逊分校Song Jin教授、西班牙科尔多瓦大学Rafael Luque教授建立了广泛的合作关系。特别值得一提的，是在对俄对乌合作方面，宋波与俄罗斯科学院固体物理研究所国际知名晶体学家Vladimir Kurlov教授、国际SiC晶体生长专家Yuri Makarov教授，以及俄罗斯科学院西伯利亚分院半导体研究所的Oleg Pchelyakov教授、Valerii Preobrazhenskii教授建立了密切的合作关系，曾多次出访俄罗斯与乌克兰相关科研机构，为推动双方的科技交流合作作出了重要贡献。

因表现突出，宋波获得了2009年黑龙江省自然科学一等奖、2009年黑龙江省高校自然科学一等奖等荣誉；得到了教育部“新世纪优秀人才”计划、哈尔滨工业大学“基础研究杰出人才培育计划（III类）”和“青年拔尖人才选聘计划（教授类）”的支持；并在三年内连续两次获得副教授和教授的破格提升。2016年，宋波被评为哈尔滨工业大学“先进个人”。

篇3

关键词：量子点 发光 量子点尺寸效应

近几年来，宽禁带半导体发光材料引起人们极大的兴趣，是因为这些材料在蓝光及紫外光发光二极管、半导体激光器和紫外光探测器上有重要的应用价值。这些器件在光信息存储、全色显示和紫外光探测上有巨大的市场需求，人们已经制造出III族氮化物和ZnSe等蓝光材料，并用这些材料制成了高效率的蓝光发光二极管和激光器，这使全色显示成为可能。量子点（QuantumDot）凭借自身独特的光电特性越来越受到人们的重视，成为研究的热点。

由于量子点所具有的量子尺寸、量子隧穿、库仑阻塞、量子干涉、多体关联和非线性光学效应非常明显，故在低维量子结构的研究中，对载流子施以尽可能多的空间限制，制备零维量子点结构并开发其应用，受到世界各国科学家和企业家的高度重视。

1、半导体量子点的制备方法

高质量半导体量子点材料的制备是量子器件和电路应用的基础，如何实现对无缺陷量子点的形状、尺寸、面密度、体密度和空间分布有序性等的可控生长，一直是材料科学家追求的目标和关注的热点。

应变自组装量子点结构生长技术是指在半导体外延生长过程中，由于衬底和外延层的晶格失配及表面、界面能不同，导致外延层岛状生长而制得量子点的方法。这种生长模式被称为SK生长模式。外延过程的初期为二维平面生长，平面生长厚度通常只有几个原子层厚，称为浸润层。随浸润层厚度的增加，应变能不断积累，当达到某一临界层厚度时，外延生长则由二维平面生长向三维岛状生长过渡，由此形成直径为几十纳米、高度为几纳米的小岛，这种材料若用禁带较宽的材料包围起来，就形成量子点。用这种方法制备的量子点具有尺寸小、无损伤的优点。用这种方法已经制备出了高质量的GaN量子点激光器。

化学自组装量子点制备方法是一种通过高分子偶联剂将形成量子点的团簇或纳米颗粒联结起来，并沉积在基质材料上来制备量子点低维材料的方法。随着人们对量子线、量子点制备和应用的迫切需求，以上物理制备方法显得费时费力，特别是在批量制备时更是如此，化学自组装为纳米量子点的平面印刷和纳米有机-无机超晶格的制备提供了可能。由于化学自组装量子点的制备具有量子点均匀有序、制备速度快、重复性好等优点，且选用不同的偶联剂可以对不同的量子点前驱颗粒进行不同对称性的组装，从而能制备出不同的量子点。它的出现为批量制备高功率半导体量子器件和激光器提供了一种有效的途径，因此这种方法被认为是制备量子点最有前途的方法之一。

2、 II-VI族半导体量子点的发光原理和发光特性

2.1 发光原理

半导体量子点的发光原理（如图1-1所示），当一束光照射到半导体材料上，半导体材料吸收光子后，其价带上的电子跃迁到导带，导带上的电子还可以再跃迁回价带而发射光子，也可以落入半导体材料的电子陷阱中。当电子落入较深的电子陷阱中的时候，绝大部分电子以非辐射的形式而猝灭了，只有极少数的电子以光子的形式跃迁回价带或吸收一定能量后又跃迁回到导带。因此当半导体材料的电子陷阱较深时，它的发光效率会明显降低。

2.2 发光特性

由于受量子尺寸效应和介电限域效应的影响，半导体量子点显示出独特的发光特性。主要表现为：（1）半导体量子点的发光性质可以通过改变量子点的尺寸来加以调控；（2）半导体量子点具有较大的斯托克斯位移和较窄而且对称的荧光谱峰（半高全宽只有40nm）；（3）半导体量子点具有较高的发光效率。半导体量子点的发光特性，除了量子点的三维量子限制作用之外，还有其他诸多因素需要考虑。不过人们通过大胆尝试与努力探索，已在量子点的发光特性研究方面取得了很大的进展。

3、量子点材料的应用

鉴于量子点的独特理化性质，科学工作者就量子点材料的应用研究开展了大量的工作，研究领域主要集中在纳米电子学、光电子学、生命科学和量子计算等领域，下面介绍一下量子点在这些方面的应用。

3.1量子点激光器

用量子线或量子点设计并制作微结构激光器的新思想是由日本的两名年轻的科学家在1982年提出了，但是由于制备工艺的难度很大而搁浅。随着技术的进步，到90年代初，利用MBE和MOCVD技术，通过 Stranski―Krastanow（S―K）模式生长In（Ga）As/GaAs自组装量子点等零维半导体材料有了突破性的进展，生长出品格较完整，尺寸较均匀，且密度和发射率较高的InAs量子点，并于1994年制备出近红外波段In（Ga）As/GaAs量子点激光器。

3.2量子点红外探测器

半导体材料红外探测器的研究一直吸引人们非常广泛的兴趣。以量子点作为有源区的红外探测器从理论上比量子阱红外探测器具有更大的优势，这些优势包括：（1）量子点探测器可以探测垂直入射的光，无需像量子阱探测器那样要制作复杂的光栅；（2）量子点分立态的间隔大约为50meV-70meV，由于声子瓶颈效应，电子在量子点分立态上的弛豫时间比在量子阱能态上长，这有利于制造工作温度高的器件；（3）三维载流子限制降低了热发射和暗电流；（4）探测器不需冷却，这将会大大减少阵列和成像系统的尺寸及成本。因此，量子点探测器已经成为光探测器研究的前沿，并取得了重大进展。

3.3 单电子器件

电子器件是基于库仑阻塞效应和单电子隧道效应的基本原理，通过控制在微小隧道结体系中单个电子的隧穿过程来实现特定功能的器件，是一种新型的纳米电子器件。

3.4 量子计算机

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。1998年，Loss和Di Vincenzo描述了利用耦合单电子量子点上的自旋态来构造量子比特，实现信息传递的方法。

除此之外，量子点在生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、生物大分子相互作用等研究中有极大的应用前景。

结束语 我们相信量子点技术应用的未来出现很多奇迹，随着对量子点的深入研究，其在各个领域的应用前景还将更加广阔。

参考文献

[1] Hong S， Hanada T， Makino H， Chen Y， Ko H， Yao T， et al. Band alignment at a ZnO/GaN （0001） heterointerface [J]. Appl. Phys. Lett. ， 2001， 78（21）： 3349-3351.

[2] Yarelha D A， Vicet A， Perona A， Glastre G， Fraisse B， Rouillard Y， et al. High efficiency GaInSbAs/GaSb type-II quantum well continuous wave lasers [J]. Semicond. Sci. Technol. ， 2000， 15（4）： 390-394.

篇4

关键词：光导光导开关；皮秒；脉冲发生器

中图分类号：TN782 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-02

准确可靠的触发是脉冲功率技术研究的重要内容。随着脉冲功率技术的发展，触发源技术也日新月异，新型触发源不仅要求快导通前沿、高重复频率还要有高稳定度。上世纪70年代在线性和非线性两种模式下，它对控制光脉冲有很好的响应，几乎可以实现与光同步，它带领着脉冲功率触发技术走到了另一个时代。

一、光导开光

光导半导体开关（Photoconductive Semiconductor Switch，PCSS）是超快脉冲激光器和光电半导体相结合形成的新型器件，通过触发光对半导体材料电导率的控制实现开关的关断和导通。PCSS具有响应速度快（小于0.6ps），重复率高（GHz量级）、易于精确同步（触发晃动仅ps量级）、不易受电磁干扰（光电隔离）、耐高压、寄生电感电容小、结构简单灵活等优点。随着研究的不断深入，至今已能利用光导开光技术研制太赫兹脉冲发生器，结合fs激光触发，光导开光可以产生高功率皮秒脉冲和脉宽在ps量级的电磁辐射，拥有从接近直流到THz级的超宽频带，为超宽带雷达的实现提供了可能。

GaAs光电导开关是由脉冲激光器与半绝缘GaAs相结合形成的器件，如图1所示，基于内光电效应工作原理。

（一）光导开光结构

常见的光导开关结构有横向结构、平面结构和相对电极结构。根据光电导开关的偏置电场和触发光脉冲的入射方向关系可将开关分为横向开关和纵向开关两种基本结构，如图2所示。当触发光脉冲入射方向与开关偏置电场方向相互垂直时，为横向结构的光电导开关。当触发光脉冲入射方向与开关偏置电场方向相互平行时，为纵向结构的光电导开关。

横向光电导开关光作用区域面积大。无论光的吸收深度是几微米还是几百微米，所有光都被激活区吸收。在线性模式均匀光照条件下，开关的峰值电流、上升时间和脉宽仅仅依赖于触发光脉冲的幅值、脉宽、载流子复合时间和开关所处电路结构。横向光电导开关的缺点是在工作时，由于偏置电场穿通开关整个表面，从而使得开关的表面击穿场强远小于材料的本征击穿强度。开关常常会出现表面闪络或沿面放电等现象，从而大大限制了开关的耐压能力和功率容量。

纵向结构开关可以减少开关表面电场，从而提高开关的击穿电压。但这种开关的主要缺点是开关至少需要一个透明电极，而这种透明电极的制作工艺非常复杂。此外开关芯片的吸收深度对开关的瞬态特性有较大影响。

横向开关和纵向开关各有优缺点，具体选用哪一种结构的开关，要根据开关的具体应有来决定。由于横向光电导开关制作简单，有较大光照面积和电导通道，可以用较宽波长范围的光来触发，因而在制作大功率光电导开关时主要采用横向结构的开关。

（二）光导开关半导体材料

光导开关的发展与半导体材料技术的发展密切相关。在半导体材料的发展过程中，一般将以硅（Si）为代表的半导体材料称为第一代半导体材料；将以砷化镓（GaAs）为代表的化合物半导体称为第二代半导体材料：将以碳化硅（SiC）为代表的宽禁带化合物半导体称为第三代半导体材料。与之相对应，相继出现了Si光导开关、GaAs光导开关和SiC光导开关。

Si光导开关，由于Si禁带宽度窄，载流子迁移率低等特点不适合制作超快大功率光导开关；GaAs光导开关，虽然GaAs的大暗态电阻率和宽禁带有利于制作大功率器件，但由于GaAs热导率低、抗高辐射性能较差，运行过程中容易出现热奔和锁定效应，限制了GaAs光导开关窄高温、高重复速率、高功率和高辐射环境中的使用；SiC光导开关可以将触发光的能力大大降低，但其在高电压下容易击穿，在高重复频率下容易出现热击穿，且只能工作在线性模式下。

二、皮秒脉冲源

项目主要任务就是研制一个高稳定度快脉冲源装置，该装置的主要功能是：接到系统给出的触发指令后，打开电光开关，输出脉宽约为2ns的光脉冲，驱动光导开关输出高压脉冲信号。要求输出的高压脉冲信号前沿小于200ps，幅度为3～5kV，系统晃动时间不大于250ps。

本方案的基本工作原理如图3所示：利用高压电源对储能电容充电，充电完成后，激光器在接到触发脉冲指令时，发出脉宽为2ns的光脉冲信号驱动光导开关，储能电容内存储的能量通过光导开关释放到取样电阻上，输出高压脉冲信号。

本项目技术关键点主要在于两个方面：a.主脉冲波形的质量，包括主脉冲的峰值、脉宽、前后沿以及稳定性；b.触发脉冲至主脉冲1的时间间隔T1的稳定性。为了获得满足技术指标要求的主脉冲信号，主放电回路拟采用光导开关对贮能元件进行放电。由于光导开关具有高速导通和关断、高稳定性的特点，只要选择合适的基本回路参数可以确保获得高质量的满足指标要求的主脉冲信号。电路基本参数仿真机波形如图4、5、6所示。

三、结论

光导开关在2ns激光脉冲控制下，输出高压脉冲与控制光脉冲响应良好，上升时间169ps，脉宽2ns。利用光导开关设计的皮秒脉冲发生器可以在重复频率下工作，图7为75kHz下高压脉冲输出波形。

参考文献：

[1]袁建强,刘宏伟.等.50 kV半绝缘GaAs光导开关[J].强激光与粒子束,2009,21（5）:783-785

[2]袁建强,谢卫平,等.光导开关研究进展及其在脉冲功率技术中的应用[J].强激光与粒子束,2008,20(1):171-176

[3]谢玲玲,龚仁喜,黄阳.吸收因子对GaAs光导开关输出电压幅值的影响[J].半导体技术,2008,33（7）:596-599

[4]Auston D H. Picosecond optoelectronic switching and gating in silicon[J].Appl Phys Lett,1975,26(3):101-103

[5]纪建华,费元春,等.超宽带皮秒级脉冲发生器[J].兵工学报,2007,28（10）:1243-1245

[6]James R. Andrews. Picosecond Pulse Generators for UWB Radars.Picosecond Pulse Labs,2000

[7]Lee C H. Picosecond optoelectronic switching in GaAs[J].Appl Phys Lett,1977,30(2):84-86

[8]Cho P S，Goldhar J,Lee C H.Photoconductive and photovoltaic response of high-dark-resistivity 6H-SiC devices[J].JAppl Phys,1995,77(4):1591-1599

[9]Kelkar K S,Islam N E， Fessler C M,et al. Silicon carbide photoconductive switch for high-power,linear-mode operation through sub-band-gap triggering[J].J Appl Phys,2005,98:093102

篇5

自上世纪中期投入应用以来，半导体已经深入到人们的生活、学习和工作的方方面面，给电子工业带来革命性的影响。但是这个时刻陪伴身边的半导体究竟是什么？

中国科学院王占国院士同半导体打了一辈子交道，他这样回答：半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料。它有四个特点：热敏性，与金属不同，半导体的电阻与温度变化是相反的，电阻越小温度越高；光敏性，光一照，它的电导就发生变化；光伏效应，光照产生光电压；整流效应，从A端到B端是通的，从B端到A端就不通了。

半导体的特性为我们带来了无穷益处：“如发射一吨重的卫星，假如用晶体管代替电子管重量可减轻100千克，就可以节省9吨的燃料。它不仅广泛应用在航空航天、人造卫星等高科技领域，而且是我们生活中不可或缺的：医学上的核磁共振仪，日常用的收音机、电视机、洗衣机、微波炉、电冰箱、电子表、手机……里面核心控制的设备都是半导体。半导体应该说是无孔不入、无处不在。”

硅作为半导体材料的代表，现在已经成为微电子技术的基础材料，我们用的电子元器件和电路的90%都是硅材料。使用硅材料做集成电路，产值已达到每年约3000亿美元，由硅材料做成的器件和电路可以拉动几万亿美元的电子产业，半导体硅材料可以说是信息时代的基础。

追随一生的半导体

王占国1938年12月29日生于河南镇平。1962年毕业于南开大学物理系，同年到中科院半导体所工作。从那时起，他的人生脚步，就没有离开过半导体这个领域。

参加工作以后，王占国致力于半导体材料光电性质和硅太阳电池辐照效应研究。其中，硅太阳电池电子辐照效应研究成果为我国人造卫星用硅太阳电池定型（由PN改为NP）投产起了关键作用。

1971～1980年，他负责设计、建成了低温电学测量和光致发光实验系统，并对GaAs和其它III-V族化合物半导体材料的电学、光学性质进行了研究。其中，体GaAs热学和强场性质的实验结果以及与林兰英先生一起提出的“GaAs质量的杂质控制观点”，对我国70年代末纯度GaAs材料研制方向的战略转移和GaAs外延材料质量在80年代初达国际先进水平贡献了力量。

1980～1983年，经黄昆和林兰英两位所长推荐，他赴国际著名的深能级研究中心瑞典隆德大学固体物理系，从事半导体深能级物理和光谱物理研究。在该领域权威H.G.Grimmeiss教授等的支持和合作下，做出了多项有国际影响的工作：提出了识别两个深能级共存系统两者是否是同一缺陷不同能态新方法，解决了国际上对GaAs中A、B能级和硅中金受主及金施主能级本质的长期争论；提出了混晶半导体中深能级展宽和光谱谱线分裂的物理新模型，解释了它们的物理实质；澄清和识别了一些长期被错误指派的GaAs中与铜等相关的发光中心等。

1984～1993年，在半导体材料生长及性质研究中，提出了GaAs电学补偿五能级模型和电学补偿新判据，为提高GaAs质量、器件与电路的成品率提供了依据。与人合作，提出了直拉硅中新施主微观结构新模型，摒弃了新施主微观结构直接与氧相关的传统观点，成功地解释了现有的实验事实，预示了它的新行为；与龚秀英等同事合作，在国内率先开展了超长波长锑化物材料生长和性质研究，并首先在国内研制成功InGaAsSb，AlGaAsSb材料及红外探测器和激光器原型器件。

他协助林兰英先生，开拓了我国微重力半导体材料科学研究新领域，首次在太空从熔体中生长出GaAs单晶并对其光、电性质作了系统研究，受到国内外同行的高度评价。

他于1986年任半导体所研究员，材料室主任；1990年任博士生导师，1991～1995年担任副所长；1995年当选为中国科学院院士。1991～2001年任国家高技术新材料领域专家委员会委员、常委、功能材料专家组组长，因对863计划做出突出贡献，2001年863计划实施十五周年时，被科技部授予先进个人称号；1996～2000年任国家S-863计划纲要建议软课题研究新材料技术领域专家组组长；2003年任国家材料中长期科技发展战略研究新材料专家组组长；1997～2002年和2006～2009年任国家自然科学基金信息学部半导体学科评审专家组组长等。此外，还有多种学术兼职。

任863专家委员会委员期间，他积极推动了我国全固态激光器的研发和半导体照明事业的发展。如今，我国的半导体白光照明已经处于国际先进水平，极大地促进了节能环保事业的发展。

从上世纪90年代起，他工作的重点已集中在半导体低维结构和量子器件这一国际前沿研究方面，先后主持和参与负责十多个国家863、973，国家重点科技攻关，国家自然科学基金重大、重点和面上项目以及中科院重点、重大等研究项目。

他和MBE组的同事一起，在成功地研制了国内领先、国际先进水平的电子迁移率（4.8K）高达百万的2DEG材料和高质量、器件级HEMT和P-HEMT结构材料的基础上，又发展了应变自组装In（Ga）As/GaAs，InAlAs/AlGaAs/GaAs， InAs/InAlAs/InP和InAs/InGaAs/InP等量子点、量子线和量子点（线）超晶格材料生长技术，并初步在纳米尺度上实现了对量子点（线）尺寸、形状和密度的可控生长；首次发现InP基InAs量子线空间斜对准的新现象；成功地制备了从可见光到近红外的量子点（线）材料，并研制成功室温连续工作输出光功率达4瓦（双面之和）的大功率量子点激光器，为当时国际上报道的最好结果之一；红光量子点激光器和 InGaAs/InAlAs、GaAs/AlGaAs量子级联激光器与探测器材料及其器件的研究水平也处在国际的前列；2001年，他作为国家重点基础研究发展计划973项目“信息功能材料相关基础问题”的首席科学家，又提出了柔性衬底的概念，为大失配异质结构材料体系研制开辟了一个可能的新方向。

上述研究成果曾获国家自然科学二等奖和国家科技进步三等奖，中国科学院自然科学一等奖和中国科学院科技进步一、二和三等奖，何梁何利科学与技术进步奖，国家重点科技攻关奖以及优秀研究生导师奖等十多项；从1983年以来，先后在国外著名学术刊物180多篇，培养博士、硕士和博士后百余名。

新科技革命的起点

硅集成电路的器件尺度不可能无限减小，摩尔定律在硅器件尺寸减小到一定程度的时候，会遇到量子效应、功耗问题、隧穿问题等等，这就限制了现有模式的继续发展。国际上预计，2022年硅集成电路器件的最小尺寸将达到10纳米左右。

篇6

关键词 半导体制冷 珀尔贴效应 恒温箱 制冷片 驱动电路

中图分类号：TN37 文献标识码：A

0 引言

便携式样品恒温箱是卫生防疫、医学、农林畜牧、生物实验、工业化工等行业和大专院校、科研机构、部门实验室或生产单位的重要的实验设备。由于便携式样品恒温箱具有特定的使用范围和专业性强的特点，因此对该产品有着特别的要求。在各种制冷技术中，半导体制冷由于具有体积小、重量轻、作用速度快、可靠性高等特点，近年来在国内外得到广泛的重视，因此，半导体制冷技术在研发便携式样品恒温箱产品方面具有不可替代的优势。

1 半导体制冷技术原理及其优、缺点

1.1 半导体制冷原理

半导体制冷是建立在温差电效应基础上的，所以半导体制冷也称温差电制冷。如果把两种不同的金属导线的一端连在一起，另一端接上直流电源，则一端将会产生吸热（制冷）效应，另一端产生放热效应（图1），这就是著名的珀尔贴效应。

事实上，组成温差电制冷器的材料不是任意两种不同金属就能达到理想效果的。一般是取N型和P型两种半导体组件组成热电堆。图2为半导体制冷器工作原理图。

直流电流沿回路依次从N型半导体流向P型半导体，然后又从P型半导体流向N型半导体，电流这样连续流过去，半导体的A、B两端便产生吸、放热现象。如果不断地把放热端B的热量移走，那么A端就不断地向周围吸取热量，从而达到制冷之目的。

1.2 半导体制冷的优、缺点

半导体制冷，它的优点十分明显：制冷迅速，操作简单，可靠性强，容易实现高精度的温度控制，无噪音污染和有害物质排放，寿命长，稳定性好等。但同时，也有其缺点：主要表现在制冷系数低，制冷量小而且电流大。半导体制冷效果主要取决于半导体材料的选择和热端散热冷却的程度。由于当今科技，特别是电子技术的飞速发展，世界各国的科技人员从改进半导体材料和开发新工艺两方面，做了大量工作，来不断提高半导体制冷的制冷系数。在一些制冷量要求小，热流量大，传统蒸气压缩制冷不方便或不经济的场合，半导体制冷得到了很多的应用。

2 半导体制冷技术在便携式样品恒温箱的应用

由于半导体制冷便携式样品恒温箱采用箱体底部固定连接半导体控温元件，半导体控温元件与可充电电池固定连接，箱体的正面左上端固定连接电子温度控制及显示装置，箱体上盖和箱体内壁固定连接保温层的结构形式，箱体的背后右下端固定连接电源插孔，插入家庭交流电直接使用，也可插接到汽车点烟器上，另外，在没有交流电的情况下，还可以使用充电电池内的电能来控制温度。

2.3.2 半导体制冷便携式样品恒温箱的驱动电路设计

半导体制冷便携式样品恒温箱的最核心部件是半导体制冷片的控制及驱动电路，因为半导体制冷片根据流过半导体的电流方向和大小来决定其工作状态的（电流的方向决定制冷或者制热，电流的大小决定制冷或者制热的程度和效果）。为了使半导体制冷片能够自动进行恒温控制，就必须设计好其驱动电路和控制电路。PID控制系统是目前精度较高的技术，可以用来对半导体制冷片的电流进行控制，以实现高精度的控温效果。

A、总体框图：见图5。B、基于H桥的驱动电路：见图6

当设置OUT3为高、OUT4为低电平，OUT2为低、OUT1为高电平时，Q3和Q4断开，Q1和Q2导通，电流由TEC（半导体制冷片）左至右；反之OUT3为低、OUT4为高电平，OUT2为高、OUT1为低电平时，Q3和Q4导通，Q1和Q2断开，电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM（脉冲宽度调制）波占空比，控制Q1或者Q4的导通时间来控制TEC的工作时间，从而达到控温的效果。

2.3.3 半导体制冷便携式样品恒温箱半导体制冷器的散热装置

热端散热冷却的程度是影响半导体制冷效果的重要因素，所以解决好散热问题对制冷效率的提高起到至关重要的作用。

半导体制冷的几种散热方式：（1）自然散热，采用导热较好的材料，做成各种散热器，利用空气的自然对流来带走热量，优点是使用方便，缺点是体积较大；（2）充液散热，它是用较好的材料做成水箱，用通液体或通水的方法降温，缺点是用水不方便，浪费太大，优点是体积小，散热效果好；（3）强迫风冷散热，散热器采用的材料和自然散热器相同，使用方便，体积比自然散热小，缺点是增加一个风机，出现噪音和耗用功率；（4）“热管”散热器，是最常用的一种形式，它利用蒸发潜热快速传递热量。因此本半导体制冷便携式样品恒温箱的半导体制冷散热采用热管散热。结构设计要点：热管散热热管采用铜铝复合管制成，冷凝段很长，而蒸发段很短，工质为戊烷，自然对流散热。

3 结束语

随着目前半导体制冷片已经规模化生产、大功率可充式锂电池组工艺的成熟、汽车的普及、光伏电池的普及以及高精度半导体制冷式温度控制系统技术的成熟和塑料工业的发展，为生产出轻便、节能、环保、高效的便携式样品恒温箱提供了有利条件。便携式样品恒温箱具有特定的使用环境和条件的要求，而这些要求与半导体制冷技术的特点又相符，因此半导体制冷技术在便携式样品恒温箱及其类似产品的开发必将得到广泛的应用。

参考文献

篇7

对新材料的政策倾斜并非我国特有。近年来各国竞相发展新材料占领制高点，多个国家制定了推动本国、本地区的新材料技术和产业发展计划，在资金上给予大力支持。

资料显示，世界材料产业的产值以每年约30%的速度增长，微电子、光电子、新能源等是研究最活跃、发展最快、应用前景最为投资者所看好的新材料领域。

目前，在我国产业结构升级、促进战略性新兴产业发展和国防军工飞跃的背景下，各行业对新材料的突破和应用致使我国对新材料有着旺盛且急切的需求，国家对发展新材料的扶持政策加码是必然选择。

未来，新材料产业或将被定性为“国民经济的先导产业”，国家也将在经费投入、规划制定、产业政策和成果转化等方面给予支持，新材料投资也必将迎来新的机遇。

在此背景下，我们特别选出新材料领域近年来最热门的特种金属功能材料，对其发展现状和未来趋势进行研究，以飨读者。

新兴产业的必备材料

特种金属功能材料是指具有独特的声、光、电、热、磁等性能的金属材料。《新材料产业“十二五”发展规划》将我国新材料分成6大领域，其种金属功能材料就是新材料产业体系的重要组成部分。

近年来被各国争相发展的新能源汽车、风力发电机、LED照明、核电等领域的生产或者使用过程中，特种金属材料也被屡屡提及。从用途上看，特种金属功能新材料可以被广泛应用于机械装备、汽车、航空航天、海洋工程、家电、船舶、电子、化工、医学等多个领域，其发展水平直接影响整个国家经济的发展。

不仅如此，特种金属功能新材料也是军用飞机、坦克、军用电子等众多军工产品生产所需的关键材料，与国家安全密不可分。因此，无论是从国民经济的发展方面还是国家安全的保障方面考虑，特种金属功能材料的发展都具有重要的战略意义。

根据《新材料产业“十二五”发展规划》，特种金属功能新材料又被细分为稀土功能材料、稀有金属材料、半导体材料及其他功能合金材料四大类。

先说特种金属功能新材料的第一大类――稀土功能材料。稀土功能材料包括磁性材料、发光材料、催化材料、储氢材料等。基于稀土资源的优势地位，我国稀土功能材料发展迅速，稀土永磁材料、发光材料、储氢材料、抛光材料等均占世界产量的70%以上。

其中，稀土磁体材料产量增长最为迅速，2012年我国稀土永磁材料产量达8.96万吨，较2008年增长81.7%。稀土发光材料目前已形成节能灯用稀土发光材料、显示器用稀土发光材料和特种光源用稀土发光材料三大主流产品，随着全球节能照明和消费电子的快速发展，发光材料新技术、新产品不断涌现。

稀土催化材料则随着汽车尾气排放标准的不断提升，尾气净化器产量不断增长而快速增长。2012年用于尾气净化器的稀土催化材料比2008年增长了62.6%。

此外，由于中国储氢合金生产技术尚未成熟，稀土储氢材料的发展相对缓慢，近年来产量并未有明显增长，反而在稀土价格上涨后呈现明显的下滑。

总体来看，尽管近几年我国稀土功能材料取得了较大发展，但产品质量相对低下，技术水平仍待提高。如稀土磁体材料领域，我国高性能稀土磁体材料全球市场份额不足10%；高端荧光粉领域，中国白光LED荧光粉占全球比重不足10%，CCFL荧光粉仅有小批量生产，PDP荧光粉市场尚属空白。

特种金属功能材料的第二大类是稀有金属功能材料，它主要包括钨钼材料、钽铌材料、稀贵金属材料及核级稀有金属材料。

其中，近年来发展最快的是钨钼材料，但与世界先进水平相比，我国钨钼加工产业还存在着相当大的差距，大部分企业装备仍较为粗糙、落后。

钽铌材料也是近年发展较快的稀有金属功能材料。我国已具备了钽金属及合金制品、铌金属及合金制品的生产能力，并成为钽铌材料生产大国，拥有宁夏东方钽业股份有限公司、九江有色金属冶炼有限公司、肇庆多罗山蓝宝石稀有金属有限公司等世界著名企业。2012年，我国电容器用钽粉占世界总产量的比重为25%，电容器用钽丝产量占世界总产量60%以上。但总体来看，目前我国钽铌冶炼加工企业工业产品高端品种偏少、技术含量不高，与国际先进水平相比，企业规模、生产技术以及科技研发水平均存在一定差距。

加快推进核级稀有金属材料国产化是当前的主要任务。锆合金是重要的核电机组堆芯结构材料，但我国现役核电机组堆芯结构使用的绝大部分锆合金材料仍然需要进口。同样，核工业中银铟镉材料受限于我国熔炼、热处理、精整和成型技术和设备制约，目前也大多采用进口。

特种金属功能新材料的第三大类是半导体材料，它主要包括半导体硅材料、新型半导体材料及薄膜光伏材料。

近几年我国硅材料产业发展迅速，但半导体硅材料发展十分缓慢。2009-2012年我国半导体用多晶硅的产量年均增速不足10%。虽然目前我国半导体硅材料拥有一定的生产能力，但仍与国际先进水平存在较大差距。如我国半导体硅材料只能满足国内对4-6英寸硅外延片和4-6英寸重掺硅外延衬底片的需求，满足国内企业对高阻抛光硅片的部分需求，但国内所需的8英寸及12英寸硅抛光片仍有大部分需要进口。

虽然我国十分重视新型半导体材料产业发展，但由于我国研发基础较为薄弱，具有自主知识产权的创新成果较少，产业发展缓慢。我国已经具备了蓝宝石、砷化镓等新型半导体材料的生产能力，但大多数企业自主研发能力较差，低端产品较多，产品的性能指标与国外存在较大差距。目前，国内所需的高端新型半导体材料仍需进口。

除上述三类外的高性能靶材、先进储能材料、新型铜合金、硬质合金材料等都被划分为特种金属功能新材料的第四大类――其他功能合金材料，在产业发展方面也存在迫切需求。

存在的问题

近几年我国特种金属功能新材料的发展取得了一定成绩，如稀土永磁材料生产规模不断增大，硬质合金产业空间布局不断优化，难冶钨资源深度开发应用关键技术获得突破，科力远、中科三环等骨干企业迅速成长。但是，我国特种金属功能材料发展与国外先进发达国家相比还存在较大差距，产业发展也存在一些问题。主要表现在：

第一，部分关键材料依赖进口。

有些材料仍然停留在实验室技术研发阶段，国内尚未实现产业化，完全依赖进口，如超高纯度金属的溅射靶材、高纯度多晶硅等；而有些则是国内拥有生产能力，但产量、性能和质量不能满足要求，如平板显示器所需要的基板玻璃、液晶材料、光学元件等关键材料大部分仍依赖进口。

第二，自主创新能力不强。

长期以来，以跟踪模仿为主、自主创新能力薄弱成为制约当前新材料发展的重要问题。以“硅材料提纯-硅晶片生产-电池片生产-组件封装”的光伏产业链为例，其产业链上游的高纯度硅料生产技术含量高，附加值高，但由于我国多晶硅提纯技术缺失，我国光伏企业的主要业务集中于低附加值的“电池片生产”和“组件封装”，我国光伏产业处于有规模无技术的局面。

第三 ，研发投入不足是制约我国新材料产业发展的现实问题，主要表现在三个方面：一是研发人才的投入不足。新材料产业缺乏高层次的工程技术人员和管理人才，尤其是缺乏创新型领军人物以及复合型、外向型人才。而且，吸引高层次人才的机制环境仍需改善。

二是研发资金投入不足。以我国硬质合金领域为例，其技术研发费用占销售收入的比重不足3%，比高新技术型企业5%的比例低两个百分点。

三是技术创新所用的试验设备、仪器等物品特别是专用设备的投入力度仍待加强，如高温测试仪、超声检测仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜等专用设备价格昂贵，投入严重不足。

第四，产学研用体系仍待完善。虽然目前我国政府积极组织搭建服务平台，推动产学研用紧密结合，也取得了一些成绩，但产学研用严重脱节的问题并没有实质性改变，特别是特种功能金属新材料涉及范围广泛，更需要产学研用密切结合，才能促进其快速发展。

第五，特种金属功能新材料平台建设有待加强。我国已经建成一批特种功能金属材料国家和省部级重点实验室、工程技术中心等研发平台，建立了一批创新和创业服务平台，但公共服务平台仍需进一步完善。如研发平台所需的研发设备、人员队伍等配套能力仍待加强；创新服务平台的数量还远远不能满足需要；公共服务平台的服务能力有待进一步提高；国家级的共性技术研发平台和信息共享平台缺乏等。

针对上述情况，我们对我国特种功能金属新材料行业的发展提出如下建议。

第一，未来还应加强特种金属功能新材料的重大科研攻关，提高我国特种金属功能新材料的自身保障能力。对于完全进口的特种功能金属新材料品种，设立重大攻关项目，对关键新材料的生产技术、工艺设备等制约瓶颈进行科研攻关；致力于高品质、高性能产品的研发和技术改进，并积极推进产业规模化发展。

第二，夯实创新基础，提升自主创新水平。打造一批产业人才高地，形成一批国内一流的创新团队；积极落实国家鼓励企业自主创新的财税优惠政策，创造良好的创新环境。

篇8

深陷旧经营模式困境

虽然保持着技术优势，但日本企业近年在盈利方面的表现乏善可陈，一些企业甚至连年亏损。

2011年爆发的东日本大地震导致日本国内产业环境严重恶化，日本企业经营雪上加霜。例如，日本45家主要半导体企业中，37家销售出现同比负增长，25家企业陷入赤字困境。作为日本唯一的DRAM生产商，尔必达公司因长期亏损而于2012年2月宣布破产。有日本半导体标杆企业之称的瑞萨电子竟也出现史无前例的626亿日元巨亏。索尼、松下和夏普等三大集团2011年度的赤字合计1.7万亿日元。

可见，凭借技术优势攻城掠寨获得市场份额的传统发展模式已严重受阻，以垂直一体化经营模式为主的日本企业开始陷入经营困境。换句话说，经营模式困境是日本企业“高技术低利润”悖论的关键。

事实上，伴随着经济全球化不断深化以及IT等信息技术革命，一场席卷全球的模块化（Modularity）浪潮已经带来深刻的经营模式革命。始于1962年IBM360设计革命的模块化，很快就以其高效率而在计算机及其关联产业内迅速普及。20世纪90年代，它又迅速向其他产业拓展蔓延，汽车产业界的平台化趋势就是典型代表，最成功案例就是大众汽车公司所推行的四大平台战略。

以半导体产业的模块化为例，它经历了四大阶段：“全能企业”阶段，即垂直一体化的IDM；材料与设备分离阶段，形成IC、设备与材料等三大子体系；半导体前、后工程分离阶段，封装与测试等后工程向劳动密集的新兴国家大规模转移；设计分离阶段，开始涌现像美国LSI Logic公司那样专门从事IC设计的企业（Fabless）。

然而，在这场经营模式革命中，日本企业却普遍沉醉于所谓的“磨合型”优势，认为垂直一体化仍是汽车等复杂产品的最佳方式。于是，东芝、富士通、索尼、松下等大量电子企业继续保持了IDM模式。20世纪90年代后，日本半导体企业陷入腹背受敌的困境：一方面是韩国企业在DRAM等领域迅速赶超，另一方面美国已占领半导体设计高端，全球顶尖Fabless厂商多为美国企业。丰田等日本汽车企业也遭受大众因实施平台化战略而大幅降低成本的巨大压力。

悄然转移产业链上游

在经济学家普遍称之为“失落的二十年”间，日本企业竞争力真的丧失殆尽、满盘皆输了吗？在《日本经济新闻》去年7月进行的一次全球市场份额调查显示，全部50个品目中，日本企业共夺得了12个第一。除了汽车、摄像机、数码相机等传统优势之外，日本企业的优势更多集中在高性能材料和零部件领域，例如东丽公司的碳素纤维、日亚化学工业公司白色LED、索尼公司CMOS传感器技术以及瑞萨电子的微电脑技术等。

也就是说，在“失落”的过程中，日本企业正在悄然从全球产业链下游向上游战略转移。同样以日本外贸数字为例，1999―2009年间，日本出口到中国以及东盟的半成品已经从643亿美元，快速攀升至1416亿美元，升幅高达120%。日本从一个最终产品的制造者，悄然变身为“全球制造体系再分工”的上游供应者，它适应了以中国为主导的东亚成为全球制造中心的事实。

而且，日本所提供的半成品多是高技术含量型产品。以素有“工业大米”之称的半导体产业为例，它占据了37%的半导体装置和66%的半导体材料市场，某些领域甚至超过一半乃至90%以上份额形成垄断地位，如电子束扫描、显影以及切割装置等。东京电子、尼康、佳能等的半导体生产装置，信越化学、SUMCO、东京应化等厂商的半导体材料，均成为全球半导体产业链的重要构成。此外，日本还被称为“微控制器（MCU）王国”，在微控制器领域前十名中日本挤占4席，有5家日本企业跻身LSI厂商的全球前十位。

告别“全能”结构变革

从1999年开始，日本终于迎来了以传统IDM为主的电子企业大规模改革。这场“跨企业、以业务重组为目标”的产业结构调整具有多个特征：一是纷纷告别“全能企业”经营模式；二是采取“选择与集中”战略，发展优势领域；三是突破保守传统，实施跨国间企业整合重组。

改革之初，东芝、富士通、索尼、松下、三洋、冲电气工业等大企业都宣布退出DRAM方式的存储业务，NEC和日立以及三菱电机之间重组DRAM，成立了日本唯一一家以DRAM业务为核心的尔必达存储公司。在系统LSI业务方面，日立与三菱电机之间进行业务重组，成立了瑞萨科技公司，2010年NEC又参与进来，成立了新的瑞萨电子公司，成为日本也是世界最大的微控制器企业。除冲电气工业的LSI业务加盟罗姆之外，大多数电机企业仍然继续保留并重点发展了系统LSI业务，纷纷在公司内部成立专门的半导体企业，如东芝、富士通、索尼、松下以及三洋等。

大规模业务重组为日本半导体产业复兴带来新的活力，出现了专业化、协作化和高端化等新的产业分工趋势，如瑞萨电子迅速占领了世界微控制器的主导地位。但是，相对于全球产业“设计与制造分离”的快速发展趋势而言，此次跨企业的大规模改革仍显得不够彻底，于是以企业为单元的结构改革开始深化。

篇9

商务谈判调研报告篇01第五组

组长：吴晓平

成员：何艳霞

张 莉

董蓝娟

关春燕

张瑞芳

郑芳丽

顿 丹

郭 露

谈判背景资料：

天津半导体工厂欲改造其生产线，需要采购设备、备件和技术。适合该厂的供应商在美国，日本各地均可找到两家以上。正在此时，香港某生产商的推销人员去天津访问，找到该厂采购人员表示可以为该厂提供所需的设备和技术。由于香港客商讲中文，又是华人，很快关系就熟悉了。工厂表示了采购意向，但由于香港生产商的知名度较低，天津半导体工厂对其产品一直存有疑虑，于是答应安排一次谈判，对相关事宜进行商谈。我们第五组在主谈人员吴晓平的带领下，与第六组即香港供应商进行谈判。下面是我们在与其谈判前做的调查工作： 公司企业背景资料：

天津中环半导体股份有限公司是一家集科研、生产、经营、创投于一体的国有控股高新技术企业，拥有独特的半导体材料-节能型半导体器件和新能源材料-新能源器件双产业链。该公司是在深圳证券交易所上市的公众公司，股票代码002129。注册资本482,829,608元，总资产达20.51 亿。年销售额超过2亿元,产品行销全国并远销海外18个国家和地区。高压硅堆产销量居世界第1位，国际市场占有率达到43%，国内市场占有率达到57%。微波炉用高压硅堆国际市场占有率达到55%。 在单晶硅材料领域，形成了以直拉硅棒、区熔硅棒、直拉硅片、区熔硅片为主的四大产品系列，是中国硅单晶品种最齐全的厂家之一, 区

熔硅单晶的国内市场占有率在65%以上，产量和市场占有率已连续5年居国内同行业首位，产销规模居世界第三位 ， 公司现有专利技术15项，专有技术200多项，形成了一系列自主知识产权。公司致力于半导体节能和新能源产业，是一家集半导体材料-新能源材料和节能型半导体器件-新能源器件科研、生产、经营、创投于一体的国有控股企业，拥有全球独特的双产业链，是天津市高新技术企业，拥有1个博士后科研工作站、2家省部级研发中心。 且凭借独特的产业链优势、持续不断的技术创新能力和友好的商业界面，进一步完善以节能型产品和新能源产品为导向的产业格局，为股东、合作伙伴、员工创造最大价值，实现企业、社会、环境的可持续发展。

、市场环境调研：

自20xx年天津滨海新区纳入国家xx规划和国家发展战略，并批准滨海新区为国家综合配套改革试验区，天津的经济重新展现出活力，并被誉为中国经济第三增长极20xx年3月22日国务院常务会议，将天津完整定位为国际港口城市、北方经济中心、生态城市 ，从此京津之间的北方经济中心之争，终于落下帷幕。20xx年起，开始落户天津举办，汇聚了数千全球政界、商界和学界精英人士参与讨论世界经济议题，而夏季达沃斯论坛的永久会址位于建设中的北塘国际会议中心。截至20xx年，世界500强跨国公司已有150家在天津落地生根，投资项目共396个，合同外资额达81亿美元。[10] 中国社会科学院在

二、市场需求调研：

由于城镇居民收入水平大幅提高，居民消费水平也显著提高。20xx年天津市人均消费支出11,141元，比20xx年增长了57.5%。城镇居民的消费结构正在向享受型和发展型转变，故人们的消费观念也会随之提高，对高档品的需求会越来越高，所以该产品市场需求空间很大。

三、市场竞争状况：

公司单晶硅品种齐全，其中区熔系列单晶硅产品产销规模全球排名第三、国内市场份额超过70%，产量和市场占有率已连续多年居国内同行业首位;直拉单晶及硅片技术和产销规模方面居国内前列;抛光片产业采用国际一流的新技术、新工艺流程，独立开发具有自主知识产权的大直径硅抛光片生产技术，研发和产业化水平处于国内领先位置;太阳能硅材料产业经过产业化生产验证，与国内同行业相比单位兆瓦直拉晶体生长投资下降了33%以上，生产效率提高了60%以上，生产成本降低了25%以上;半导体整流器件产业经过多年技术创新的积淀，掌握了从芯片到封装的全套核心技术;节能型半导体功率器件产业在净化间设计、动力配套、装备水平、产品品种、产品技术方面均处于国内同行业领先水平。所以该公司潜力很大，能为它提供设备和技术的供应商有很多。如：1)罗姆(ROHM)半导体集团是全球著名半导体厂商之一，创立于1958年，是总部位于日本京都市的跨国集团公司。品质第一是罗姆的一贯方针。我们始终将产品质量放在第一位。历经半个多世纪的发展，罗姆的生产、销售、研发网络遍及世界各地。产

品涉及多个领域，其中包括IC、分立半导体、光学半导体、被动元件以及模块产品。在世界电子行业中，罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许，成为系统IC和最新半导体技术方面首屈一指的主导企业。罗姆十分重视中国市场，已陆续在全国设立多家代表机构，在大连和天津先后开设工厂，并在上海和深圳设立技术中心和品质保证中心提供技术和品质支持。在天津进行晶体管、二极管、LED、半导体激光、LED显示器的生产、在大连进行电源模块、热敏打印头、多线传感头、光电模块的生产，作为罗姆半导体集团的主力生产基地，源源不断地向中国国内外提供高品质产品。 2)美国国家半导体公司(National Semiconductor)简称国半或者国家半导体，成立于1959年，是著名的模拟和混合信号半导体制造商，也是半导体工业的先驱。公司总部设在美国加州。国半公司致力于利用一流的模拟和数字技术为信息时代创造高集成度的解决方案。它的生产网点遍布全球，在美国德克萨斯州、缅因州和苏格兰建有晶片制造厂，在马来西亚和新加坡建有检验中心和装配厂。美国国家半导体是先进的模拟技术供应商，一直致力促进信息时代的技术发展。该公司将现实世界的模拟技术与先进的数字技术结合一起，并利用这些集成技术致力开发各种模拟半导体产品，其中包括电源管理、图像处理、显示驱动器、音频系统、放大器及数据转换等方面的独立式设备及子系统。该公司主要以无线产品、显示器、个人计算机与网络，及各种不同的便携式产品为市场目标。NS(美国国家半导体公司)是推动信息时展的领先模拟技术公司。国半将真实世界的模拟技术和完美工艺的数字技术相结合，专注基于模拟技术的半导体产品，包括电源管理、图像技术、显示驱动器、音频、放大器和数据转换等领域的独立元件和子系统。国半关键的目标市场包括无线应用、显示器、PC、网络和各种便携式应用。 3)天津市环欧半导体材料技术有限公司是从事半导体材料硅单晶、硅片的生产企业。拥有40余年的生产历史和专业经验，形成了以直拉硅单晶、区熔硅单晶、直拉硅片、区熔硅片为主的四大产品系列，是中国硅单晶品种最齐全的厂家之一。

四、企业内部环境：

公司试验室具有SEM显微镜分析、X射线、SRP测试等高端分析设备和HTRB、PCT、热电阻等可靠性试验设备，能够满足半导体产品的大部分可靠性测试试验。公司还拥有版图设计、工艺与器件仿真等软件平台，可以提高新品开发的效率。功率器件事业部与国内外多家原材料供应商、光刻版制造公司、设计公司、封装/测试公司、设备制造商，等建立了长期的战略合作关系，可以为产品研发进行新产品的试作、量产等提供丰富的资源和强有力的支持，大大缩短研发流片周期，提高研发效率;

公司的高压硅堆优势明显：1)CRT电视机及显示器市场，公司市场占有率为60%，其余市场主要被日本富士电机公司、日本三肯公司、日本日立公司和江苏皋鑫电子有限公司等公司占据，在该领域公司在技术和市场方面具有绝对优势;

2)微波炉市场，公司占据了43%的市场份额;3)在CRT电视机、显示器以外的市场，日本公司具有传统形成的市场优势。国内主要同行厂家有：江苏如皋皋鑫电子有限公司、乐山无线电股份有限公司、重庆平洋电子有限公司、鞍山市电子电力公司。而公司20xx年的年销量达到7.3亿支，超过以上四个同行厂家年销量总和的一倍以上，规模优势明显。

单晶硅及硅片：公司与同行业竞争的优势主要表现在以下几个方面：1)多

晶硅供应有保障、区熔单晶硅具备全球意义的强大综合竞争力;2)直拉单晶硅具备国内意义的较强竞争力;3)拥有具有重大商业价值的专利及专有技术;5)产品品种齐全。公司与同行业竞争的劣势主要表现在产业规模小和资金投入少。

原料优势：从20xx年公司存货中的原材料情况看，主要为多晶硅、硅片和单晶硅棒，三项合计3879.49万元，占原材料总额的77.18%。多晶硅、单晶硅、硅片是公司生产的重要原材料。近年来，硅材料市场价格上涨，供不应求，拥硅为王已成业内共识，自20xx年初，公司开始增加硅储备。这是公司的一大明显优势，但是也是一个短期优势。

但是面对严峻的市场竞争状况，该公司仍然面临巨大的挑战，需要居安思危，具备忧患意识才能胜出。

五、谈判对象：

香港隆通设备有限公司，该公司刚成立不久，虽然可以提供我方所需的设备被和技术，但是知名度较低，公司的信誉和产品的质量都有待调查和研究。香港隆通有限公司的优势是发展迅速，有很大的发展前景。

商务谈判调研报告篇02：谈判实习报告本次的商务谈判实习，使我受益良多。首先就是让我明白了一个团队的重要性，个人的发展离不开团队。其次，通过商务谈判实习，使我对谈判有了更深刻的理解，这也为以后打下了良好的基础。最后，通过对商务谈判的实习也更加磨练了自我，增加了个人经历和阅历，学会了如何与团队合作与分享。

我在此次谈判中所扮演的角色是河南第一建筑集团有限责任工程的技术总监。技术总监一般负责一个企业的技术管理体系的建设和维护，制定技术标准和相关流程，能够带领和激励自己的团队完成公司赋予的任务，实现公司的技术管理和支撑目标，为公司创造价值!一个好的技术总监不仅要自身具有很强的技术管理能力，同时，也要有很强的技术体系建设和团队管理的能力，要对企业所在行业具有深入理解，对行业技术发展趋势和管理现状具有准确的判断。 同时作为一个技术总监，我认为不仅要对本公司的产品感兴趣，非常了解，还要博览其他公司的产品，不断创新，努力奋斗，为公司作出更大的贡献。

作为一个技术总监，我在这几天的实习过程中，通过对各个钢铁产品公司的产品与技术的对比，让我明白了，作为一个技术总监，对公司的产品富有重要责任，一个公司的产品质量必须合格，技术人员必须认真负责，技术的重要性对公司非常重要。同时也让我明白了，沟通的重要性，一个优秀的技术人员不仅需要过硬的技术，还必须有良好的沟通能力，协调各个部门，才能顺利的发展产品，才能更好的研发出更好的产品。

本次谈判让我感触最深的就是一个团队的合作精神。我们这个团队是一群有能力，有信念的人在特定在商务谈判的团队中，为了一个 共同的目标相互支持合作奋斗的。我们的团队可以调动团队成员的所有资源和才智，并且会自动地驱除所有不和谐现象。我们这个团队大家经过努力迸发出强大的力量。我们谈判组的总经

理，财务总监，采购部部长，总经理助理，法律顾问和技术总监，大家这个团队努力合作，各有分工，且分工明确，通过大家不懈的努力，通过资料不断的汇总，然后大家在一起不断的修改，再努力，技术分析报告，采购策划书，合同等资料相互总结，最终形成了一份完美的谈判策划书。

我们这个团队充分发扬了团队精神，通过实习让我明白了团队精神的意义和重要性，在一个组织或部门之中，团队合作精神显得尤为重要，在一个组织之中，很多时候，合作的成员不是我们能选择得了的，所以，很可能出现组内成员各方面能力参差不齐的情况，如果作为一个领导者，此时就需要很好的凝聚能力，能够把大多数组员各方面的特性凝聚起来，同时也要求领导者要有很好地与不同的人相处与沟通的能力。要加强与他人的合作，首先就必须保证集体成员是忠诚的，有责任心的，有意志力的，而且，还要有着对于自身团队的荣誉感，使命感。必须信任团队的所有成员，彼此之间要开诚布公，互相交心，做到心心相印，毫无保留;要与团队的每一个成员紧密合作，直到整个团体都能紧密合作为止;分析每一个成员完成工作的动机，分析他们的能力，针对我们每个人的问题，集思广议，多听听大家的建议，同时，我们相互谈论，谈判工作上工作上对大家有一定要求，做好团队成员之间的沟通和协调工作，使整个团队像一台机器一样，有条不紊地和谐运转。

所以，学会与他人合作，发挥团队精神在具体生活中的运用，可以使我们团队收到事半功倍的效果，使我们的谈判工作更加良好地向前发展。也为谈判做了更好的准备。

篇10

[关键词]温差发电;船舶余热;节能设计

中图分类号：U664.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0082-01

1 研究背景

19世纪初，国外学者塞贝克发现了塞贝克效应，在此基础上，国外对温差发电技术展开了大量研究。温差发电技术的研究兴起于上世纪的50年代，同时能够在航天器上实现长时间的发电，为人类探索宇宙助力。不过一直以来，尽管该技术优点突出，却因为为热电转换效率所阻碍（转换效率通常低于12%）以及成本过高的原因，所以该技术基本只在汽车、航空、电力与军事等工业领域使用，。

我国尽管对于半导体热电制冷的理论与应用研究有了不少成效，不过在温差发电方面的研究起步较晚，发展较差。按照塞贝克效应所制作的半导体温差发电片，通过船舶中的余热直接转化为电能。船舶冷却系统高温冷却器和低温冷却器之间的温差与废气锅炉中的废气与冷却水之间的温差让发电片的两极发电。因为单个发电片的发电功率不大，所以多个发电片聚集在一起后就能达到发电需求，产生的电能在稳压后，就能被直接采用，或是并入船舶电网。

2 温差发电原理

塞贝克效应

下图是塞贝克效应的示意图，此装置能够通过温差直接产生电能。在P型（N型）半导体里，因为热激发的作用极强，高温段的空穴（电子）浓度超出了低温段，在浓度梯度差的作用下空穴因为热扩散的效果，会由高温段往低温段扩散，这样半导体的两侧就产生了因为温度梯度差所带来的电动势，即温差电动势，如此，塞贝克效应就出现了。半导体热度安的载流子朝冷端扩散是造成塞贝克效应出现的重要因素。

半导体材料的优势在于，其温差优值超出金属导体许多，目前在研究中和各领域所采取的温差电材料基本以半导体为主，所以温差发电技术也叫作半导体温差发电。

一对由P型与N型半导体材料构成的电偶对就是最基础的发电单元了，倘若将多个电偶对串联，那么久构成半导体热点对，也就是温差发电模块。半导体热点对分为单级与多级，单级热电堆中只有一个固定温度的冷端与热端。下图是单级热电堆的结构示意图。

3 节能设计

从船舶柴油机的热平衡角度出发，用在动力输出方面的功率通常占到燃油燃烧总热量的一半还不到，剩余的热能排出占到燃烧总能量的一半还多，基本上以循环冷却水和尾气带走的热量为主。船舶余热利用就是对柴油机工作时没有转化为有效使用的热能展开回收，从而加强能源利用效率，节能能源使用。下表为船舶柴油机的热平衡表

3.1 船舶余热利用方式

船舶烟气余热尽管通过废气锅炉已经完成了一次余热的利用，不过通过废气锅炉后的烟气温度还维持在三百摄氏度左右，这些热量以传统的技术手段无法利用，约有百分之三十五的热量会直接排入大气，不但浪费了这部分的热量，还会造成环境污染，影响船舶柴油机使用的经济效果。为了能够充分使用余热，在温差发电原理基础上，笔者认为有两种途径能够实现该目的。

第一种途径是把温差发电片组成的阵列设置在柴油机的排气管和冷却水管中，通过废气与冷却水间的温差实现发电的目的。因为这样的做法能够直接利用废气里的热量，因此发电效率极高。第二种途径是把温差发电片阵列直接放在船舶的淡水冷却系统与海水冷却系统间，通过淡水与冷却海水间的温差实现对余热利用的目的，该法在效率上落后于第一种。

3.2 热交换器

热交换器在该节能设计中的目的是避免热量的流失，维持高效的热量传导，实现热量的有效利用。因为温差发电片的发电功率是由温差与热流密度所决定的，所以选取这两种常见的散热器，把温差发电片放在换热器管道里，分别把冷热两种流体导进换热器里，达到高效发电的目的。笔者在设计里把换热器中的管子（下图左）置换成双层管式结构（下图右），置换的目的在于，双层管式的结构中，内外管子中都安放了温差发电片，并用导热硅胶填满剩余空间，这种换热器的管子能够确保发电片的热流密度，从而最大化的利用热量。

4 性能对比和分析

4.1 经济型分析计算

按照热点与案例的工作数据来探究通过温差发电片实现传播余热利用是否可行，接着笔者将使用具体数据来计算发电量的大小。以使用TEHP1-12656-0.3型号的发电片为例，每片安装尺寸长款都为五十毫米，每平米能够安装该发电片240块，嘉定海水温度为三十摄氏度，废气温度为三百摄氏度，每平米的发电功率为五千瓦，传播每年工作时间为六千小时，每年发电量为31500KWh。

目前某型船发电机油耗为150g/KWh，每年能够减少六吨因发电而使用的燃油，根据目前每吨7000元的油价计算，每年能够减少42000元的燃油成本支出。该设计中的传播余热使用设备每平方米成本为30000元，在计算后得知，该设备投入使用后通过对余热的利用使得成本减少，两年后就能收回投资成本，两年后开始盈利。

4.2 和现有船舶余热利用技术的比较

该设计和目前船舶上常用的废气锅炉、余热汽轮机相比较，我们就能发现采用温差发电装置尽管对船舶柴油机余热回收时的效率不如另外两种装置，但是其质量更轻、结构简单以及低成本、少维护的优势，使其具有高性价比的特质。所以，该设计用在船舶余热利用方面有着更突出的优势。

5 结语

该装置是在塞贝克效应基础上发展而来的，利用船舶柴油机长时间工作后所排出的余热进行电力转换，设计了温差发电片的布置形式，达到对废热的有效利用的目的，加强了船舶柴油机的经济型。笔者相信，随着该技术的不断发展与热电转换效率的加强，笔者的设计将会有更加广泛的使用。

参考文献：