美國(guó)制造業(yè)向技術(shù)領(lǐng)先發(fā)力
  

    為推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展，美國(guó)奧巴馬政府先后成立了四家制造業(yè)創(chuàng)新中心。由北卡羅來(lái)納州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的“下一代電力電子制造業(yè)創(chuàng)新中心”是其成立的第二家。

　　據(jù)了解，制造業(yè)創(chuàng)新中心其實(shí)就是搭建一個(gè)由政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)合體，以加速相關(guān)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的轉(zhuǎn)化，其戰(zhàn)略目標(biāo)是培育一批高科技制造業(yè)，并將相關(guān)工作崗位留在美國(guó)。

　　政府希望大學(xué)與產(chǎn)業(yè)界密切合作關(guān)系

　　北卡州立大學(xué)領(lǐng)銜的這家制造業(yè)創(chuàng)新中心，瞄準(zhǔn)的是寬帶隙（簡(jiǎn)稱WBG）電力電子產(chǎn)業(yè)，其使命是加快推進(jìn)以氮化鎵和碳化硅為基礎(chǔ)的電力電子器件（也就是寬帶隙半導(dǎo)體）的商業(yè)化，將其制造成本降下來(lái)，以取代目前廣泛使用的硅基半導(dǎo)體。

　　據(jù)介紹，寬帶隙半導(dǎo)體能夠在更高的溫度、更高電壓以及更極端的環(huán)境下運(yùn)行，具有極大提升電力電子產(chǎn)品能源使用效率和可靠性的潛力，在工業(yè)馬達(dá)中的變頻驅(qū)動(dòng)器、消費(fèi)電子產(chǎn)品和數(shù)據(jù)中心，以及可再生能源發(fā)電中從直流電到交流電的變電系統(tǒng)等方面，有非常廣泛的應(yīng)用前景。美國(guó)能源部估計(jì)，到2030年，美國(guó)電力的80%將被用于電力電子產(chǎn)品，可見(jiàn)其應(yīng)用潛力之大。

　　目前，相關(guān)技術(shù)和新材料，最成熟和主要的用途是制造發(fā)光二極管（LED）燈泡。1987年，由北卡州立大學(xué)材料與工程學(xué)的博士生創(chuàng)立的科銳公司，目前已經(jīng)發(fā)展為制造LED燈泡的一家大型企業(yè)。

　　美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬今年1月15日到訪北卡州，宣布北卡州立大學(xué)被選中領(lǐng)導(dǎo)這家專注于電力電子的先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新中心。

　　談及為什么能被選中時(shí)，北卡州立大學(xué)校長(zhǎng)伍德森對(duì)本報(bào)記者表示，第一，因?yàn)楸笨ㄖ萘⒋髮W(xué)在相關(guān)技術(shù)和工程領(lǐng)域有長(zhǎng)期的研究。第二，北卡州立大學(xué)和私營(yíng)部門有非常好的合作伙伴關(guān)系，這是奧巴馬政府所看中的，他們希望看到大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界合作。

　　負(fù)責(zé)管理制造業(yè)創(chuàng)新中心的北卡州立大學(xué)副校長(zhǎng)特妮·洛馬克斯告訴本報(bào)記者，該校是通過(guò)競(jìng)標(biāo)爭(zhēng)取到這個(gè)中心的。北卡州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，和紐約一所大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)。最終北卡州立大學(xué)提出的方案被選中。她介紹說(shuō)，新一代半導(dǎo)體不僅在消費(fèi)電子產(chǎn)品中具有光明的應(yīng)用前景，同時(shí)也可在更大型的系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，例如工業(yè)馬達(dá)系統(tǒng)，以及輸電和變電系統(tǒng)。比如，太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電，在并網(wǎng)前要從直流電轉(zhuǎn)換為交流電，目前這種轉(zhuǎn)換會(huì)損失很多電力。新的材料和技術(shù)可以大大減少電力損耗。又如，目前的電動(dòng)汽車，需要兩個(gè)冷卻系統(tǒng)來(lái)為電池冷卻。如果用新材料，只需要一個(gè)冷卻系統(tǒng)，這就不需要花那么多能源用于冷卻，同時(shí)，汽車也會(huì)變輕。

　　產(chǎn)業(yè)、政府和科研聯(lián)合體著眼于盡快降低技術(shù)應(yīng)用的成本

　　洛馬克斯說(shuō)，大學(xué)的科研和企業(yè)采用技術(shù)之間存在間隙，制造業(yè)創(chuàng)新中心的功能就在于成為從科研到制造業(yè)之間的橋梁，通過(guò)“許多人合作的力量”推動(dòng)下一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。目前，在聯(lián)合體中有包括北卡州立大學(xué)在內(nèi)的5所大學(xué)、2家美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及18家企業(yè)。目前，該中心正在制定第一年的工作計(jì)劃，還未實(shí)際啟動(dòng)。資金也還未到位。該創(chuàng)新中心五年內(nèi)的總預(yù)算是1.46億美元。美國(guó)能源部承諾提供7000萬(wàn)美元，6000萬(wàn)將來(lái)自于“產(chǎn)業(yè)伙伴”，北卡州政府和有關(guān)大學(xué)投入1600萬(wàn)美元。該中心具體將開(kāi)展四項(xiàng)工作，第一，開(kāi)發(fā)關(guān)鍵的寬帶隙電力電子技術(shù)；第二，通過(guò)刺激需求，促進(jìn)其在高端市場(chǎng)的早期應(yīng)用；第三，支持和發(fā)展制造業(yè)基礎(chǔ)；第四，通過(guò)教育和培訓(xùn)項(xiàng)目，培育寬帶隙半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需人才，計(jì)劃創(chuàng)設(shè)新的電力電子專業(yè)碩士研究生學(xué)位，同時(shí)，與社區(qū)大學(xué)合作，培養(yǎng)和訓(xùn)練勞動(dòng)力。

　　這18家“產(chǎn)業(yè)伙伴”，涉及電力電子產(chǎn)業(yè)鏈中的各個(gè)環(huán)節(jié)，既有美國(guó)本土的公司，也有外國(guó)公司在美國(guó)的分公司，既有大型企業(yè)，也有員工不到5人的初創(chuàng)企業(yè)。這符合美國(guó)對(duì)外資開(kāi)放以及美國(guó)政府扶持小企業(yè)的原則。

　　總部位于瑞士的ABB公司是18家產(chǎn)業(yè)伙伴之一。ABB美國(guó)分公司負(fù)責(zé)研發(fā)的副總裁唐樂(lè)告訴本報(bào)記者，用于制造寬帶隙半導(dǎo)體的材料和技術(shù)都已經(jīng)有了，問(wèn)題在于，其制造成本太高。產(chǎn)業(yè)、政府和科研機(jī)構(gòu)組成一個(gè)聯(lián)合體，其著眼點(diǎn)就是把這個(gè)技術(shù)盡快推廣，通過(guò)材料的改進(jìn)、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和產(chǎn)量的提高、市場(chǎng)的培育，讓其制造成本盡快降下來(lái)，加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的過(guò)程。目前該制造業(yè)創(chuàng)新中心明確了三年、五年和十年規(guī)劃，目標(biāo)是要讓這種半導(dǎo)體在制造成本上與硅基半導(dǎo)體相當(dāng)。他說(shuō)，電力電子器件在工業(yè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中相當(dāng)于是個(gè)“接口”，到處都要用。“美國(guó)政府的戰(zhàn)略，是通過(guò)技術(shù)領(lǐng)先，把高端、技術(shù)含量高的制造業(yè)及其工作崗位留在美國(guó)。”唐樂(lè)認(rèn)為，美國(guó)的這個(gè)國(guó)家戰(zhàn)略是明智的。

　　美國(guó)制造業(yè)“最大的問(wèn)題在于公司稅太高，以及高技能工人缺乏”

　　此前，第一家創(chuàng)新中心在俄亥俄州建立，致力于推動(dòng)3D打印技術(shù)。今年2月，奧巴馬又宣布分別在芝加哥和密歇根州底特律郊外的坎頓設(shè)立兩家高科技制造業(yè)中心，分別專注于數(shù)字制造與設(shè)計(jì)，以及輕量、現(xiàn)代金屬的制造。

　　奧巴馬的目標(biāo)是要成立45家中心，并將其連接成為網(wǎng)絡(luò)。但要成立這么多中心，需要得到國(guó)會(huì)的撥款。而國(guó)會(huì)中的共和黨議員普遍反對(duì)增加政府開(kāi)支，以及對(duì)市場(chǎng)的介入。奧巴馬政府此前對(duì)多家太陽(yáng)能企業(yè)進(jìn)行扶持，此后這些企業(yè)紛紛倒閉，更令反對(duì)者相信，這是政府越位，做不該做的事情。

　　美國(guó)的制造業(yè)正在向更加高端、更加創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。制造業(yè)創(chuàng)新中心或許可以激發(fā)美國(guó)制造業(yè)的某些部分繼續(xù)處于創(chuàng)新的前沿。但奧巴馬利用行政權(quán)力設(shè)立的幾家中心，顯然無(wú)力重振整個(gè)制造業(yè)。美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)高級(jí)研究員馬丁·貝利接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，支持設(shè)立制造業(yè)創(chuàng)新中心的政策，但他認(rèn)為，這對(duì)美國(guó)制造業(yè)的幫助不大。“最大的問(wèn)題在于美國(guó)的公司稅太高，以及高技能工人缺乏。”他說(shuō)：“美國(guó)的公司在技術(shù)上是非常強(qiáng)的，但它們將不會(huì)在美國(guó)制造產(chǎn)品，因?yàn)檫@樣做無(wú)利可圖。”