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光伏+儲能雙驅(qū)動IGBT需求趨勢及行業(yè)規(guī)模發(fā)展

2022-11-28
來源:工采網(wǎng)電子元件

功率半導體是實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的核心器件,能夠?qū)﹄妷弘娏鞯倪\用進行有效控制,通過開關狀態(tài)的變化,實現(xiàn)逆變、整流、變頻等多種功能,控制電子電力系統(tǒng)的能量輸出,將整個電子電力系統(tǒng)的能耗控制在最低范圍內(nèi),從而達到對能量的合理管理,降低能耗,減少碳排放。

  功率半導體已經(jīng)成為發(fā)電、輸配電、用電等多個領域的核心器件。例如在發(fā)電的光伏逆變器、風電變流器等設備,在輸配電領域的直流換流閥、交直流斷路器等設備,用電領域的電動汽車電驅(qū)、電力機車電驅(qū)、充電樁、儲能換流器、工業(yè)變頻器或變流器等設備中,功率半導體均發(fā)揮著突出作用。

  IGBT、MOSFET是當前市面上最常見的功率半導體器件。由于所需驅(qū)動功率小、開關速度快,硅基的MOSFET在600V以下的應用中占據(jù)主流。由于導通損耗低、開關速度較快、耐壓等級高、工作結(jié)溫高、驅(qū)動方便,硅基的IGBT占據(jù)了600V~6500V高壓應用市場。

  IGBT具備包括輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關速度快、通態(tài)電流大、導通壓降低、損耗小等諸多優(yōu)點,因此在當前市場環(huán)境中具有絕對優(yōu)勢。

  IGBT是一個非通即斷的開關器件,通過柵源極電壓的變化控制其關斷狀態(tài),能夠根據(jù)信號指令來調(diào)節(jié)電壓、電流、頻率、相位等,以達到精準調(diào)控的目的。因此,IGBT成為當前功率半導體市場最主流的器件,在新能源發(fā)電、電動汽車及充電樁、電氣化船舶、直流輸電、儲能、工業(yè)電控和節(jié)能等眾多領域均有廣泛應用。

  由于儲能逆變器與光伏逆變器技術相近,進入儲能逆變器的行業(yè)的競爭者大多為光伏逆變器廠商;IGBT作為逆變器的核心器件成為了新的“兵家必爭之地”。

  一、IGBT具有廣泛的應用層,在光伏/儲能逆變器中較MOSFET更具優(yōu)勢

  低壓IGBT:指電壓等級在1000V以內(nèi)的IGBT器件,例如常見的650V應用于新能源汽車、家電、工業(yè)變頻等領域。

  中壓IGBT:指電壓等級在1000-1700V區(qū)間的IGBT器件,例如1200V應用于光伏、電磁爐、家電、電焊機、工業(yè)變頻器和新能源汽車領域,1700V應用于光伏和風電領域。

  高壓IGBT:指電壓等級3300V及以上的IGBT器件,比如3300V和6500V應用于高鐵、動車、智能電網(wǎng),以及工業(yè)電機等領域。

  IGBT因其通態(tài)電流大、耐壓高、電壓驅(qū)動等特點,使其在中、高壓容量的系統(tǒng)中更具優(yōu)勢。

  在實際項目中IGBT已逐漸取代MOSFET作為光伏逆變器和風力發(fā)電逆變器的核心器件,新能源發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展將成為IGBT行業(yè)持續(xù)增長的全新動力。

  二、光伏+儲能雙驅(qū)動,IGBT市場潛力巨大

  在“碳達峰”、“碳中和”目標的驅(qū)動作用下,國家推動綠色能源發(fā)展,光伏發(fā)電屬于綠色環(huán)保的發(fā)電方式,符合全球綠色化環(huán)保化發(fā)展趨勢,國內(nèi)外光伏行業(yè)前景廣闊。我國光伏應用市場增速明顯,裝機量、發(fā)電量不斷提高。儲能裝機量逐年提升,儲能逆變器規(guī)模不斷加大。

  政策支持疊加技術進步,光伏行業(yè)長期發(fā)展明確。其中國內(nèi)風光大基地和“整縣光伏”等項目加快推進,國內(nèi)風光基地一期項目批復規(guī)模約100GW,工商業(yè)分布式光伏和戶用光伏快速增長。

  海外市場在后疫情時代和電價上漲的趨勢下需求強勢復蘇,其中歐洲市場和美國市場依然是裝機的主力。據(jù)券商預測,新能源發(fā)電方向2022年全球IGBT需求達107億元,2025年有望增進至200億元。

  IGBT作為功率半導體期間,其技術迭代速度較慢,周期較長,一代產(chǎn)品的使用時間非常長,超過十年。因此,雖然國內(nèi)IGBT廠家的起步較晚,但是行業(yè)留給了本土IGBT廠家充足的發(fā)展和追趕的時間,目前國內(nèi)IGBT廠商技術進步較快,已經(jīng)有產(chǎn)品能大批量滿足下游客戶需求。

  臺灣茂矽推出了幾款適用于中壓范圍6寸晶圓片適用于各類光伏逆變器,如光伏逆變和儲能等。與行業(yè)同類產(chǎn)品相比,溫升更低、可靠性更高。

  由工采網(wǎng)代理的臺灣茂硅生產(chǎn)的IGBT晶圓FS工藝6寸IGBT晶圓片P81MV022NL0013P、P81MV020NL0011P、P81MV023NL0014P這三款主要有以下特性:

  1、1200V壕溝和現(xiàn)場停止技術 2、低開關損耗 3、正溫度系數(shù)  4、簡易平行)可應用于中等功率驅(qū)動器;不間斷電源。

  臺灣茂矽IGBT產(chǎn)品已經(jīng)逐步進入新能源汽車、充電樁、電池管理以及光伏逆變器等領域,并受到客戶的青睞,ISweek工采網(wǎng)擁有一整套完整的解決方案



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