一 简介
一说起美国科技公司,可能绝大多数人第一反应是硅谷(Silicon Valley)。毫无疑问,硅谷是美国最大的科技公司聚集区,这里不仅有苹果谷歌等市值敌国的科技巨头,更是所有初创公司(Start Up)的首选之地。但是近年由于加州税收过高和各种不利企业的政策,除硅谷外的其他工业群正在兴起,比如德州的奥斯丁(Austin),就吸引了像特斯拉这样的巨头。总的来说,美国工业聚集群从西往东可以分为几大区域:
(1) 依托于加州理工,斯坦福大学,加州大学系统(包括但不限于 加州大学伯克利分校,加州大学洛杉矶分校等)的硅谷。这儿包含了苹果,特斯拉,谷歌,脸书等一系列万亿市值公司,和像Lucid motors等初创公司;
(2)依托于华盛顿大学的西雅图聚集区。这儿主要有微软,亚马逊等互联网巨头。尽管华盛顿大学排名不高,但就业非常好,所以不要只看排名;
(3)依托于密西根安娜堡,威斯康辛,芝加哥大学等的底特律工业区。底特律以汽车城著称,由于近年电动汽车兴起,福特,通用,雪佛兰等传统汽车再次焕发第二春;
(4) 依托于德克萨斯奥斯丁,达拉斯的德州聚集区。很多人说,洛杉矶的今天就是德州的明天。得益于低税收政策和自由的环境,许多公司都在往德州迁移。而且这儿还有像德州仪器的最好IC公司(连飞机黑匣子芯片都是德州仪器的),相信会发展很快;
(5)依托于麻省理工,哈佛的传统东北工业区;
(6) 依托于杜克大学,北卡州立和北卡教堂山的三角工业区(RDU)。下面重点介绍RDU和我从事的电力电子行业。
二 电力电子行业
很多人问我,电力电子到底是什么? 说实话,很难两三句话解释清楚,如果非要概括,我解释为任何电能形式的转换和等级的变化都是电力电子。 电能形式的转换指交流和直流的转换,等级就是电压电流等级。举个例子,我们手机充电的插头,一端是插到120V交流(国内是220V),另一端是手机电池,一般就是5V直流,那这里就涉及到120V-5V的转换,你的手机充电头就是那个电力电子电路。
再比如说,台式电脑大概是500-1000瓦的功率,电力电子研究什么? 就是研究更高效率,更高功率密度,更稳定,更可靠。更高效率,就好比同样600W的电路,如果效率只有百分之70,那相当于只有420W的电源;更高功率密度,就是同等体积下(或者重量下),输出功率更高。换句话说,同样的功率,能够更小更轻,这就是大头机电脑到现在一体机的转变;更稳定,举个例子,电脑在不同程序运用下,需要的功率不一样,如何保证能准确的给出需要的功率;更可靠,俗话就是年限更长,寿命更长。
三 杜克大学,北卡州立和RDU工业区
杜克大学和电力电子息息相关。可以说,没有杜克大学就没有今天的电力电子行业。谈到电力电子,不得不说Fred Lee。李教授于1974年在杜克大学取得博士学位,可以说是电力电子最早一批人之一。李教授最重要的技术就是软开关技术,软开关最大的贡献在于开关损耗。软开关技术有多重要,就好比于绿皮火车和和谐号。没有软开关,现在所有的直流电源效率都在百分之90以下,而有了软开关,可以达到百分之99。不要小看百分之10的进步,因为任何的损耗都以热形式耗散,因此效率低的电源都需要很完备的散热,多余的散热设计就是多余的体积和重量。因此,说杜克大学是整个电力电子领域的开创者都不为过。
北卡州立大学更是电力电子历史上不可或缺一部分。全世界第一个IGBT开关就诞生在此。后来,由Alex Huang教授(来自北卡州立,现在在德州奥斯丁)在上世纪90年代带回中国,中国才由此有了IGBT。IGBT就是现在高铁电机拖动,包括中国的西电东送工程的积木。没有IGBT,这些东西都要重新设计,还不一定成功。
正式依托于这几所大学,这儿拥有像全世界最大的碳化硅器件公司Wolfspeed和Cree。 碳化硅器件就相当于现代的IGBT。IGBT严格来说是上世纪70,80年代的产物,可想而知从上世纪70年代到今天这五十年来,由IGBT带来了多少进步。同样地,今天的碳化硅也会在未来50年带来同样甚至更多的进步。而且Cree在碳化硅器件的占有量可以用一家独大来形容,不夸张的说,国内在这一方面可能只相当于美国20年前水平。
再就是像ABB,伊顿,施耐德等公司。像我当年在国内变电站实习的时候,几乎所有的变压器,逆变器大型设备都是ABB的。ABB在中国的海上风力输电,西电东送,直流输电等都有巨大且直接的贡献。
总结
我身边很多人也都进工业界工作了,如果你真的有在行业呆几年,和全世界的人交流下,我想很快会明白我们的未来在哪里。