최근 몇 년 동안, 신형 전력 전자 장치는 많은 혁신 분야에서 중요한 역할을 하였다. 예를 들어, 국가가 제안한 2020 년 중국의 새로운 인프라에서 5G 기지국, UHV, 시외 고속철도 및 철도 운송, 신에너지 자동차 충전파일, 대형 데이터 센터, 인공지능, 공업인터넷의 발전은 모두 신형 전력 전자 장치 기술의 지지와 불가분의 관계에 있다.
새로운 전력 전자 장치는 새로운 에너지 건설에서 중요한 역할을 하지만, 미국과 유럽은 국제 시장 경쟁에서 여전히 선두를 달리고 있다. 업계 관계자들은 새로운 전력 전자 장치의 도입이 전력 전자 기술의 새로운 혁명을 가져올 것이며 세계 에너지 변화에 영향을 미칠 것이며 에너지 절약과 환경 친화적인 사회를 만드는 데 중요한 역할을 할 것이라고 입을 모은다. 따라서, 신형 전력 전자 장치 기술의 연구 방향은 우리나라와 전 세계의 경제 사회 발전과 환경 보호에 중요한 의의가 있다. 저장대 부연구원 나인은 탄화 실리콘 반도체 소재를 기반으로 한 신형 전력 전자 장비에 집중하고 있다.
전문적인 선택에 대해 그 사람은 자신의 독특한 안목을 가지고 있다. 2006 년에 그녀는 우한 대학 전기공학대학에 입학하여 전력시스템과 자동화를 공부했는데, 이는 당시 국가전력망의 철밥통 전공이었다. 20 10, 그녀는 우수한 성적으로 졸업하고 저장대 전기대학원으로 보송되어 전기전자전공으로 옮겼다.
왜 전공으로 전학을 해야 합니까? 나인은 이것이 이유가 있다고 말했다.
나인이 절강대학교에 왔을 때, 그녀는 우연히 2009 년 미국에서 절강대학으로 돌아온 이 대교수를 만났다. 성교수는 미국 뉴저지 주립대에서 종신교직을 받은 뒤 외국의 후한 대우를 포기하고 국내의 빈털터리인 전력 전자기기와 전력 반도체 산업에 과감히 뛰어들었다. 실리콘 기반 및 탄화 규소 전력 전자 장치, 패키징 및 응용 연구에 오랫동안 종사해 온 과학자로서, 성 교수는 중국과 당시 세계 선두 팀의 격차를 잘 알고 있었지만, 많은 핵심 기술을 알고 있었기 때문에, 일단 개발되면 한 제품, 심지어 한 시대를 신속하게 전복시킬 수 있었습니다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘)
Sheng 교수는 새로운 전력 전자 장치의 연구 현황에 대한 설명과 미래 발전에 대한 상상력에 영감을 불어 넣었습니다. 당시 탄화 규소 전력 전자기기는 이미 국제적인 연구 핫스팟이 되었으며, 국내에서 이 방면에 대한 연구가 막 시작되었다. 성교수의 지도 아래 국내 전력 전자 장치와 전력 반도체 산업을 발전시킬 수 있을 것으로 믿는다. 출발점이 낮으면 무섭지 않고 경지가 낮아야 무섭다는 말이 있다. 업종은 중요하지만 기술이 낙후된 배경을 파악한 뒤 탄화 규소 전력 전자기기의 연구 방향을 의연하게 선정해 성교수가 설립한 저장대 전력 전자기기 연구소에 입성해 국내 초기 탄화 규소 전력 전자기기 연구팀의 일원이 됐다.
나인의 선택이 매우 예견성이 있다는 사실도 증명되었다. 새로운 에너지 발전의 오늘날, 전력 전자 장치 기술의 중요성은 두말할 나위가 없다. 10 년 전만 해도 그녀의 선택은 여전히 용기와 박력이 있었다.
미국에 도착한 후, 나인은 결코 공부를 멈추지 않았다. 당시 미국의 많은 기업들이 전력 전자제품 업계에 진출하기를 원했지만 기술 문턱이 높기 때문에 고교협력을 구하고 탄화 규소 전력 전자제품 기술을 공동으로 개발해야 한다는 사실을 알게 되었다. 이것은 그 사람에게 자신의 능력을 단련할 수 있는 기회를 주었다. 박사 후 기간에 그녀는 두 개의 대형 학교-기업 협력 프로젝트를 이끌었다. "이 프로젝트는 실험실의 과학 연구 성과를 기업 제품에 적용하고 산업화를 실현하는 방법을 알게 해 주었고, 과학 연구와 산업화 사이의 격차를 메우는 방법을 알게 해 주었고, 귀국한 후에도 탄화 실리콘 전력 전자기기 기술 연구에 계속 종사할 수 있는 토대를 마련했다."
알 수 없는 것에서 성숙에 이르기까지, 나인은 실리콘 카바이드 (SiC) 전력 전자 장치 연구에 주력해 왔으며, SiC 다이오드와 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 (MOSFET) 의 물리적 메커니즘, 구조 설계, 공정 기술, 칩 개발, 부품 테스트 및 고장 분석, 성능 및 신뢰성 최적화 등을 포함해 일련의 연구 성과를 거두었습니다. 소자 분야 국제 유명 저널과 회의에서 논문 40 편을 발표한 경우, 그 중 SCI 논문 23 편, 미국 특허 3 건, 20 17 국제전력전자회의 우수보고상을 수상했다.
길을 따라, 그 사람은 꾸준히 모든 발걸음을 내디뎠다. 박사 기간 동안 멘토성 교수는 우리나라 전력 전자기기 분야의 유일한' 장강학자', 국가자연과학기금 걸출한 청년과학기금 수상자로서 요구가 엄격하고 정성껏 배양되었다. 그래서 나인은 스승의 엄밀한 학문적 스타일과 명확한 논리적 사고를 물려받았다. 박사 후 기간 동안, 전력 전자기기의 자습실에서 그 인은 끊임없이 자신의 기술 수준을 높이고, 국제 교류와 협력을 심화하며, 동업계의 인맥을 축적했다. 국내든 해외든, 요 몇 년 동안 그 인인은 어느새 학술 분야의 최전방에 서 있었다.
20 19 년 9 월, 나인은 귀국하여 저장대 전기공학대학원에서 교직을 맡았고, 2020 년 3 월 저장대 항저우 국제과학기술센터 선진 반도체 연구원에 초빙되었다. 그녀의 연구는 주로 SiC 다이오드와 MOSFET 부품의 신뢰성 연구와 부품 최적화 설계, 새로운 트렌치 SiC MOSFET 장치 기술, 초고압 SiC 게이트 차단 사이리스터 장치 기술을 포함한다.
최근 선정된 저장대 과학기술혁신센터 청년인재 우수계획에서 나인계획은 기존 부품의 성능을 돌파하는 탄화 실리콘 홈게이트 MOSFET 기술, 초고압 탄화 실리콘 게이트 차단 사이리스터 장치 개발에 도전한다.
SiC 전력 전자 장치 산업에서 MOSFET 장치는 중저전압 응용 분야에서 가장 유망한 스위치 파이프이지만, 기존의 평면 게이트 MOSFET 기술 경로는 전도 저항보다 크고 단위 면적당 전도 전류 능력이 제한적인 문제에 직면해 있습니다. 이러한 성능 한계를 극복하고 전력 장치의 성능을 더욱 크게 향상시키는 방법은 탄화 규소 MOSFET 장치 분야에서 큰 도전이다. (윌리엄 셰익스피어, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘)
이 프로젝트에서 나인은 트렌치 게이트 구조와 고급 트렌치 게이트 산화 기술이 채널 이동률에 미치는 영향 메커니즘을 탐구하고 칩 내부의 전기장 분포의 조절 메커니즘과 방법을 연구하며 실리콘 카바이드 트렌치 에칭, 게이트 산화층 성장, 트렌치 충전 및 주입과 같은 주요 공정을 개발하여 전기장 차폐 구조를 형성하고 고성능, 신뢰성이 높은 실리콘 카바이드 트렌치 MOSFET 장치를 구현하며 실리콘 카바이드 칩의 전도 전류 밀도를 크게 향상시킵니다.
도전은 매우 어렵지만 다년간의 업계 침투와 지식 축적으로 그 인심을 투지로 가득 채웠다. 그녀는 "수년간의 과학 연구 끝에 시뮬레이션 불수렴, 공예 기술 개발 실패, 부품 성능 실효 등의 어려움을 자주 겪는다" 고 말했다. 그러나 문제가 발생하는 것이 문제 해결의 출발점이다. 문제에 부딪히는 것은 결코 무섭지 않다. 무서운 것은 우리가 올바른 방법으로 그것을 극복하기 위해 끊임없이 노력하지 않았다는 것이다. 나는 모든 노력이 성공과 한 걸음 더 가까워진다고 믿는다. "
기존 부품 기술을 돌파하는 것 외에도, 인인은 초고압 탄화 실리콘 게이트 차단 사이리스터 개발에 도전할 것이다. 그녀는 지금까지 전력 전자 장치가 3 세대, 즉 새로운 와이드 밴드 금지 반도체 재료인 SiC, GaN 으로 대표되는 장치 기술로 발전해 왔지만, 현재 전력 시스템 등 고압 고전력 애플리케이션은 여전히 기존의 실리콘 기반 고전력 장치나 모듈을 사용하고 있어 시스템 효율성의 향상과 소형화, 경량 목표의 실현을 제한한다고 설명했다. 실리콘 카바이드 도어는 고전압 고전력 시스템에서 사이리스터의 응용을 차단하여 부품 수를 줄이고 전력 손실을 줄이며 시스템 효율성을 높이고 냉각 장비를 줄이며 시스템 볼륨을 줄일 수 있습니다. 따라서 초고압 탄화 실리콘 도어를 개발하는 것은 사이리스터 장치를 차단하는 것이 국가의 에너지 분야 발전에 큰 의미가 있다.
그러나, 초고압 탄화 규소 도어는 사이리스터의 발전을 막을 수 있으며, 실리콘 카바이드 재료 결함이 소자의 캐리어 수명에 미치는 영향과 억제 기술은 아직 검증되지 않았다. 실리콘 카바이드 재료 결함은 양극성 소자의 성능 저하를 초래하고 소자의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 실리콘 카바이드 도어는 사이리스터의 물리적 이론과 부품 모델이 아직 성숙하지 않고, 실리콘 카바이드 부품의 제조 공정은 매우 복잡하며, 기존 실리콘 부품과는 큰 차이가 있다. 관련 기술 및 플랫폼의 독립적 인 개발이 필요합니다. 실리콘 카바이드 도어는 사이리스터 장치와 시스템 어플리케이션의 결합을 차단하여 특수 도어 드라이브 및 회로 토폴로지를 설계해야 합니다.
하지만 나인은 앞으로 전력 전자 기기의 발전이 더 작고, 가볍고, 더 빠르고, 효율적이고, 더 믿을 수 있는 방향으로 발전할 것이라는 것을 마음속으로 알고 있다. 이에 따라 탄화 규소 전력 전자기기 분야에서 파격적인 연구 성과를 거두기 위해 최선을 다할 것이다.
청년영재 프로그램 외에도 가까운 장래에 나인의 국립자연과학기금 청년기금과 다다전력전자과학개발기금 프로젝트도 동시에 진행될 예정이다. 장사가 매우 바쁘지만, 그녀는 "사람은 스스로 복을 구하지 않으면 아무것도 할 수 없다" 고 말했다.
앞으로 나인은 세계적 수준의 탄화 규소 전력 전자장치 기술을 발전시켜 자신의 힘으로 에너지 분야의 주요 전략 발전에 기여할 수 있기를 희망하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘 "미래에 인간 사회가 오늘날 대량의 과학 연구 성과를 더 많이 얻을 수 있기를 바랍니다. 이것이 우리의 과학 연구 활동의 궁극적인 목적이기도 합니다." 과학 연구의 전진 방향에 대해 나인은 말했다.