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《 人民日報 》（ 2014年07月10日 22 版）
 

         北卡州立大學亨特圖書館內的200萬冊圖書由機器人自動分揀。圖為圖書館一角

   
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    為推動先進制造業發展，美國奧巴馬政府先后成立了四家制造業創新中心。由北卡羅來納州立大學領導的“下一代電力電子制造業創新中心”是其成立的第二家。

    記者近日赴該大學采訪了解到，制造業創新中心其實就是搭建一個由政府、企業和科研機構組成的聯合體，以加速相關技術從實驗室到市場的轉化，其戰略目標是培育一批高科技制造業，并將相關工作崗位留在美國。

    政府希望大學與產業界密切合作關系

    北卡州立大學領銜的這家制造業創新中心，瞄準的是寬帶隙（簡稱WBG）電力電子產業，其使命是加快推進以氮化鎵和碳化硅為基礎的電力電子器件（也就是寬帶隙半導體）的商業化，將其制造成本降下來，以取代目前廣泛使用的硅基半導體。

    據介紹，寬帶隙半導體能夠在更高的溫度、更高電壓以及更極端的環境下運行，具有極大提升電力電子產品能源使用效率和可靠性的潛力，在工業馬達中的變頻驅動器、消費電子產品和數據中心，以及可再生能源發電中從直流電到交流電的變電系統等方面，有非常廣泛的應用前景。美國能源部估計，到2030年，美國電力的80%將被用于電力電子產品，可見其應用潛力之大。

    目前，相關技術和新材料，最成熟和主要的用途是制造發光二極管（LED）燈泡。1987年，由北卡州立大學材料與工程學的博士生創立的科銳公司，目前已經發展為制造LED燈泡的一家大型企業。

    美國總統奧巴馬今年1月15日到訪北卡州，宣布北卡州立大學被選中領導這家專注于電力電子的先進制造業創新中心。

    談及為什么能被選中時，北卡州立大學校長伍德森對本報記者表示，第一，因為北卡州立大學在相關技術和工程領域有長期的研究。第二，北卡州立大學和私營部門有非常好的合作伙伴關系，這是奧巴馬政府所看中的，他們希望看到大學和產業界合作。

    負責管理制造業創新中心的北卡州立大學副校長特妮·洛馬克斯告訴本報記者，該校是通過競標爭取到這個中心的。北卡州立大學領導的一個團隊，和紐約一所大學領導的另一個團隊競爭。最終北卡州立大學提出的方案被選中。她介紹說，新一代半導體不僅在消費電子產品中具有光明的應用前景，同時也可在更大型的系統中廣泛應用，例如工業馬達系統，以及輸電和變電系統。比如，太陽能、風能發電，在并網前要從直流電轉換為交流電，目前這種轉換會損失很多電力。新的材料和技術可以大大減少電力損耗。又如，目前的電動汽車，需要兩個冷卻系統來為電池冷卻。如果用新材料，只需要一個冷卻系統，這就不需要花那么多能源用于冷卻，同時，汽車也會變輕。

    產業、政府和科研聯合體著眼于盡快降低技術應用的成本

    洛馬克斯說，大學的科研和企業采用技術之間存在間隙，制造業創新中心的功能就在于成為從科研到制造業之間的橋梁，通過“許多人合作的力量”推動下一代半導體產業。目前，在聯合體中有包括北卡州立大學在內的5所大學、2家美國國家實驗室，以及18家企業。目前，該中心正在制定第一年的工作計劃，還未實際啟動。資金也還未到位。該創新中心五年內的總預算是1.46億美元。美國能源部承諾提供7000萬美元，6000萬將來自于“產業伙伴”，北卡州政府和有關大學投入1600萬美元。該中心具體將開展四項工作，第一，開發關鍵的寬帶隙電力電子技術；第二，通過刺激需求，促進其在高端市場的早期應用；第三，支持和發展制造業基礎；第四，通過教育和培訓項目，培育寬帶隙半導體產業所需人才，計劃創設新的電力電子專業碩士研究生學位，同時，與社區大學合作，培養和訓練勞動力。

    記者注意到，這18家“產業伙伴”，涉及電力電子產業鏈中的各個環節，既有美國本土的公司，也有外國公司在美國的分公司，既有大型企業，也有員工不到5人的初創企業。這符合美國對外資開放以及美國政府扶持小企業的原則。

    總部位于瑞士的ABB公司是18家產業伙伴之一。ABB美國分公司負責研發的副總裁唐樂告訴本報記者，用于制造寬帶隙半導體的材料和技術都已經有了，問題在于，其制造成本太高。產業、政府和科研機構組成一個聯合體，其著眼點就是把這個技術盡快推廣，通過材料的改進、生產工藝的改進和產量的提高、市場的培育，讓其制造成本盡快降下來，加速從實驗室到市場的過程。目前該制造業創新中心明確了三年、五年和十年規劃，目標是要讓這種半導體在制造成本上與硅基半導體相當。他說，電力電子器件在工業驅動系統中相當于是個“接口”，到處都要用。“美國政府的戰略，是通過技術領先，把高端、技術含量高的制造業及其工作崗位留在美國。”唐樂認為，美國的這個國家戰略是明智的。

    美國制造業“最大的問題在于公司稅太高，以及高技能工人缺乏”

    此前，第一家創新中心在俄亥俄州建立，致力于推動3D打印技術。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立兩家高科技制造業中心，分別專注于數字制造與設計，以及輕量、現代金屬的制造。

    奧巴馬的目標是要成立45家中心，并將其連接成為網絡。但要成立這么多中心，需要得到國會的撥款。而國會中的共和黨議員普遍反對增加政府開支，以及對市場的介入。奧巴馬政府此前對多家太陽能企業進行扶持，此后這些企業紛紛倒閉，更令反對者相信，這是政府越位，做不該做的事情。

    美國的制造業正在向更加高端、更加創新轉型。制造業創新中心或許可以激發美國制造業的某些部分繼續處于創新的前沿。但奧巴馬利用行政權力設立的幾家中心，顯然無力重振整個制造業。美國布魯金斯學會高級研究員馬丁·貝利接受本報記者采訪時表示，支持設立制造業創新中心的政策，但他認為，這對美國制造業的幫助不大。“最大的問題在于美國的公司稅太高，以及高技能工人缺乏。”他說：“美國的公司在技術上是非常強的，但它們將不會在美國制造產品，因為這樣做無利可圖。”