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重点突破智能芯片等核心技术产品,局部崛起

日期:2019-10-18编辑作者:电工电气

电工电气网】讯

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图片 1方法一:

在智能芯片成为热词之际,山东省提出要重点突破智能芯片、软件等核心技术产品。到2025年,人工智能产业进入全国先进行列,成为全国一流乃至世界有重要影响的产业集群。

“没有核心技术万万不能”,发展半导体芯片产业是中国科技真正崛起的必经之路,华为事件让大家再次意识到这一形势的严峻性。

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23日山东省政府新闻办召开新闻发布会,山东省工业和信息化厅一级巡视员王万良介绍说,根据山东省近日发布的《关于大力推进“现代优势产业集群+人工智能”的指导意见》,在“现代优势产业集群+人工智能”方面,山东提出两个阶段性目标:一是到2022年,初步建成人工智能产业生态链,基于人工智能与产业融合的新业态新模式加快发展,智能经济成为新的重要经济增长点;二是到2025年,人工智能产业进入全国先进行列,与“十强”产业融合发展更加紧密,成为全国一流乃至世界有重要影响的产业集群。

5月17日凌晨,美国商务部工业和安全局把华为列入“实体名单”,随后紧张的情绪在全球产业链蔓延。

图片 2方法二:

王万良认为,受商业模式、技术路线等制约,当前人工智能和产业的融合发展整体处于起步阶段,欧美、日韩等发达国家和国内部分先进省市略有领先,但总体来说仍处于同一起跑线。而山东具有完备的工业基础和完善的产业体系,发展潜力巨大。

半导体产业是新一代信息技术产业发展的核心。去年,美国商务部禁止该国企业向中兴出售敏感产品,被扼住咽喉的中兴业务遭受重创,中兴通讯原董事长殷一民直言,“美国的禁令可能导致中兴通讯进入休克状态。”

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王万良说,在全国率先提出建立“现代优势产业集群+人工智能”推进机制,是继新旧动能转换重大工程后,山东提出的又一重大创新课题。

此次华为事件再次给中国半导体产业敲响警钟,近年我国大力发展半导体产业,但“受制于人”的局面仍然困扰着中国的半导体以及整机企业。

图片 301.对环境的适应能力

《指导意见》提出要实施10大智能提升工程,重点是突破智能芯片、软件等核心技术产品,提升人工智能产业自身水平和与“十强”产业融合发展的支撑渗透能力。

局部崛起

1.1 对电网电压波动的适应能力

所谓“十强”产业,是指信息技术、高端装备、新能源新材料、现代海洋、医养健康等5大新兴产业,以及高端化工、现代高效农业、文化创意、精品旅游、现代金融服务等5大优势产业的提升。

芯片垂直产业链包括设计、制造和封测。在设计和封测领域,中国与美国等先进企业差距已经逐步缩小。

当母线上电动机成组自起动、当母线上最大一台电动机组起动时对变频器运行的影响,这与变频器允许的输入电压波动范围参数有关,对于火电机组应保证母线电压跌落30%时变频器不会停机。

山东省工业和信息化厅信息化推进处处长李永华介绍说,山东省已经确定了第一批150个试点示范企业和项目,总投资275.8亿元。其中:人工智能产业方向项目30个,总投资14.3亿元,重点在智能产品、核心基础、关键技术装备等领域培育一批优秀产品和解决方案,着力补齐产业发展的短板;融合发展方向项目120个,总投资261.5亿元。

中国是世界上最大的集成电路市场,占全球份额一半以上。根据中国半导体行业协会统计,2018年中国集成电路产业销售收入达6532亿元,同比增长20.7%。

另外,在母线切换等情况下所造成的母线电压瞬时失电发生后,变频器应具有持续或恢复运行的功能(有些厂家称为“失压再起动功能”),即在母线电压瞬间降低或消失时变频器不跳闸或使电机系统惯性运行;当母线电压重新恢复正常后,变频器能根据捕捉到的电动机转速正确调整自身输出,重新拖动电动机运行的功能。

近年来,围绕推动人工智能产业发展,山东省已经开展了一系列工作,比如出台《山东省新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,推动海尔、海信、浪潮、歌尔、神思等5家龙头企业联合山东省物联网协会,共同发起成立全省人工智能产业联盟。

但在这一全球最大的集成电路市场,主要的产品却严重依赖进口。2013年以来,中国每年需要进口超过2000亿美元的芯片,而且连续多年位居单品进口第一位,2018年更是首次超过了3000亿美元,而集成电路的出口金额仅为846.4亿美元。

1.2 对现场环境的适应能力

王万良说,总体上看,山东省人工智能产业依托良好的制造业基础,在推动人工智能与传统产业融合发展方面具有一定优势。目前产业初步发展,形成了一批龙头企业和拳头产品。

在一系列政策和大基金的支持下,我国集成电路行业局部崛起。SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙告诉记者,以成就来讲,“芯片设计的销售每年都在以两位数以上的速度增长,在封装测试方面也做得不错,进入了全球的前三。以制造来讲,我们有中芯国际。而且这些成功的轨迹,都不是以一种土法炼钢的方法,有国际的合作,有国际人才回来。”

高压变频器大多安装于现场辅机附近,灰尘较多,灰尘进入变频柜内会导致绝缘下降或击穿损坏电子元器件;灰尘堵塞滤网造成功率柜散热效果差,易导致功率模块过热失效损坏。有些厂家把空气滤网设计为在运行中可拆换清洗,便于维护。在南方高温、潮湿气候地区,应选择对环境温湿度要求低、系统温升相对低的产品,以保证安全稳定运行。

比如,在智能产品方面:海尔集团的智能家居,海信集团的智慧交通、智能辅助诊断、海天智能的脑机互联康复机器人等重点产品在全国具有一定比较优势。

根据国盛证券提供的信息,存储方面,国内包括合肥长鑫、长江存储等陆续在推进产品;从FPGA来看,产品迭代比较快,有紫光同创、安路信息;模拟芯片及传感器方面有韦尔股份+豪威科技、圣邦股份和矽立杰;功率半导体有闻泰科技、士兰微和扬杰科技;代工及封测有中芯国际、长电科技、华天科技和通富微电等。

高压变频器具有单元旁路功能,即某个功率单元出故障时该单元应能够自动退出,整个系统可持续带故障运行,这实际是一种冗余设计技术。此时应注意单元旁路后对变频器带载能力的影响,主要考虑变频装置每相功率单元个数、控制系统的电压补偿。

核心基础方面:神思电子的图像识别、歌尔股份的声传感器、浪潮集团的云服务器,以及部分专用芯片等领域具有一定的技术积累。

“如果我们从2018年下半年看到整个国产化替代的情况,很多都是零;如果到今年年底,至少会提到个位数,今年下半年导入速度会相当快。同时大基金也在密集推进,已经看到国内一些部分在突破了。”国盛证券研究所所长助理、电子行业首席分析师郑震湘指出。

单元串联越多,故障概率越大,单个单元故障对输出能力的影响越小,二者应折中取舍。若采用电压补偿算法、中性点偏移算法可提高系统单元旁路后的带载能力,但此种方法可能带来共模电压等问题,需视电动机绝缘安全等设备具体情况取舍。

智能制造方面:海尔集团、酷特集团、歌尔股份等一批智能制造整体解决方案供应商,以及宝佳自动化、哈工大机器人等一批智能制造装备生产商,在全国有较大影响。

2014年6月,国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。且明确提出,到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。

高压变频器的控制系统电源至关重要,应设计采用多路控制电源供电,多通道互为备用、无扰切换;风扇冷却器的冗余设计也有助于提高系统的抗扰动能力。

支撑平台方面:海尔集团牵头建设的工业互联网创新中心、浪潮集团牵头建设的工业大数据创新中心已经建成,省科学院在人工智能领域具备超级计算、标准研制和产品检测能力。济南、青岛、潍坊、烟台、威海5个市人工智能产业初步形成聚集态势。

大基金一期募集资金1387亿元,二期基金募集资金为2000亿元左右,重点投向芯片制造以及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链各环节。

02.对自身小故障的承受能力

高压变频器具有单元旁路功能,即某个功率单元出故障时该单元应能够自动退出,整个系统可持续带故障运行,这实际是一种冗余设计技术。此时应注意单元旁路后对变频器带载能力的影响,主要考虑变频装置每相功率单元个数、控制系统的电压补偿。

单元串联越多,故障概率越大,单个单元故障对输出能力的影响越小,二者应折中取舍。若采用电压补偿算法、中性点偏移算法可提高系统单元旁路后的带载能力,但此种方法可能带来共模电压等问题,需视电动机绝缘安全等设备具体情况取舍。

高压变频器的控制系统电源至关重要,应设计采用多路控制电源供电,多通道互为备用、无扰切换;风扇冷却器的冗余设计也有助于提高系统的抗扰动能力。

图片 403.对外部故障的承受能力

对输入侧的外部故障,如外部电网故障造成母线电压跌落时对高压变频器运行的影响。广东省某电厂机组曾发生过这样的事故:由于外部电网瞬时故障造成厂用电母线电压闪变跌落,导致辅机变频器停机,虽然外部电网的故障很快切除,但由于变频器拖动的重要辅机停运导致机组甩负荷。因此瞬时停电再起动功能应是电厂机组辅机高压变频器提高外部故障承受能力的可靠保证。

对输出侧的外部故障,如电缆击穿短路或电动机的单相接地甚至相间短路故障对高压变频器的影响。高压变频器应配置单相接地故障检测功能,根据现场情况选择设定告警或跳闸保护。据统计广东省高压电动机由于绝缘损坏导致的相间短路故障每年平均约20台,虽然相对概率较小,但对于采用过流能力极其有限的电力电子器件的高压变频器,短路电流的冲击对设备的损害是巨大的,可能导致设备损坏的严重故障。高压变频器对输出相间短路的承受能力与保护技术是设备选型、保证设备安全应考虑的一项重要因素。

图片 504.设备的故障恢复时间用

设备故障分为两种类型:一是瞬间可自行恢复的故障,这种故障一旦出现之后,能在较短的时间内自行恢复,而具有转速自动跟踪功能的变频装置能显著提高在此种故障情况下的运行能力和可靠性。广东省正在运行的部分高压变频器在雷雨季节发生雷击时频繁停机,就是因为不具备此种功能所致;

其二是发生永久性损坏故障后装置的恢复时间,功率单元模块化可以在短时间内更换备用模块,使设备在短时间内恢复运行。

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