进入2023年,在双碳经济、数字化转型(DX)、可持续发展等一系列社会与产业改革的驱动下,日本有哪些新技术将撬动新产业的发展呢?
今天跟大家来聊一聊这一较为复杂,却很值得关注的日本技术产业信息。
第一项技术:碳化硅(SiC)功率半导体进入普及期
SiC作为第三代半导体材料,具有较宽的禁带宽度、高击穿电场强度、高热传导率和高电子饱和速率的优异物理性能,使得SiC功率半导体器件具备耐高压、耐高温等显著优势。
2023年是日本电动汽车SiC的普及年
SiC功率半导体可以降低工业设备的功耗,在全球减碳化社会趋势的背景下,其需求正在增长。虽然SiC功率半导体主要用于光伏发电、轨道交通和工业设备,但从2011年起,已被日本和国外的电动汽车(EV)采用。因为SiC功率半导体开关速度快,可用于将交流电转换为直流电并调节电压。它可以使车辆中的逆变器小型化,有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求,并增加电动汽车的巡航里程。
丰田汽车公司已经在2020年开始销售的第二代氢能汽车“MIRAI”中使用。2023年,丰田还将在即将推出的高级电动汽车“雷克萨斯RZ”中使用SiC功率半导体。
率先使用SiC功率半导体的丰田第二代氢能源汽车MIRAI
日本SiC功率半导体材料和系统零部件的主要制造商,是ROHM、富士电机和日立电力设备公司,这些公司已经获得了国内外电动汽车的诸多订单。从2023年开始,日本将进入SiC功率半导体全面普及期。
第二项:下一代光通信技术IOWN开始启用
日本最大的电信公司NTT计划从2023年3月开始提供下一代光通信技术“IOWN”,开启下一代光通信时代。
“IOWN”是英文“Innovative Optical&Wireless Network”的缩写,是NTT构建中的基于光学的创新概念,目的是支撑智慧城市时代庞大数据系统的快速处理。“IOWN”是研发 6G 所必需的一项关键技术。NTT的IOWN 技术有望把光通信网络的传输容量扩大125 倍,把端到端延迟降低到目前的0.5%,并且有望把能耗缩减至目前的百分之一。
在“IOWN”构想的世界中,任何关于事物和人的数据都会由AI收集并分析,从而在网络空间中创建出虚拟世界。除了汽车的运动或者建筑物的耗电量这些直观的现象外,一个人的情感和价值也能够被数据化并且被网络进行分析,根据不同的参数变化在虚拟世界中模拟出另一个独立而又完全不同的人,这种技术如果实现可以为现实生活中的人模拟出当下做出不同选择的不同结果。
日本期望抢占世界6G技术的高地
NTT推出的第一项服务是全光子网络(APN)。
传统的网络通过不断转换电力和光来传输数据,而APN使用光将数据从网络传输到终端,而不将其转换为电信号。除了将通信延迟降低到传统水平的1/200之外,每根光纤的传输容量还可以增加1.2倍。它将被广泛用于远程手术、智能工厂、电子竞技和数据中心(DC)之间的连接。
NTT的下一代光通信技术“IOWN”的最大目标是实现 '光电融合',即半导体芯片使用光而不是电来处理信号,目前,NTT已经开发出了一种超宽带基带放大IC模块和数字信号处理技术,实现了世界上最快的光传输,每波长超过2 Tbits/s。
第三项:废旧化学品的如新技术应用
在资源再生领域,一直有一个难以攻克的难关,那就是塑料之类的化学制品在使用过后进行回收利用时,如何能够实现品质如新?
目前,日本对于废旧塑料的主要回收方法是材料回收,即把废旧塑料洗净、切碎、融化,然后返回到材料(颗粒)中进行再加工。但这种回收方法有一个弱点,就是要严格分离各种类型的塑料非常耗时,同时,重复回收会降低塑料的质量,限制回收塑料的使用。
日本开发出一项化学制品的“如新技术”,可以将废旧塑料回收加工后,其质量达到与新塑料材料相当的品质。这一项技术将在2023年得到广泛使用,将会大大节约塑料等化学原材料的使用量,为节能减碳、美化地球环境作出贡献。
目前,日本住友化学公司已经完成了丙烯酸树脂的示范设施,并将在2023年春天开始供应样品。三菱化学公司计划在丙烯酸树脂炼化设施的基础上,建立一个将各种塑料回收成油的示范设施,该设施也将在2023年度开始投入使用。
注:写这一篇文章,我查阅了许多的资料,努力准确理解和翻译诠释这些最新的科技概念。在专家们眼里,一定会有表达不清甚至表达错误的地方,请大家批评指正,让“静说日本”也成为大家一个相互学习的园地。
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