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光伏+储能双驱动IGBT需求趋势及行业规模发展

2022-11-28
来源:工采网电子元件
关键词: 光伏 双驱动 半导体

功率半导体是实现电能转换的核心器件,能够对电压电流的运用进行有效控制,通过开关状态的变化,实现逆变、整流、变频等多种功能,控制电子电力系统的能量输出,将整个电子电力系统的能耗控制在最低范围内,从而达到对能量的合理管理,降低能耗,减少碳排放。

  功率半导体已经成为发电、输配电、用电等多个领域的核心器件。例如在发电的光伏逆变器、风电变流器等设备,在输配电领域的直流换流阀、交直流断路器等设备,用电领域的电动汽车电驱、电力机车电驱、充电桩、储能换流器、工业变频器或变流器等设备中,功率半导体均发挥着突出作用。

  IGBT、MOSFET是当前市面上最常见的功率半导体器件。由于所需驱动功率小、开关速度快,硅基的MOSFET在600V以下的应用中占据主流。由于导通损耗低、开关速度较快、耐压等级高、工作结温高、驱动方便,硅基的IGBT占据了600V~6500V高压应用市场。

  IGBT具备包括输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度快、通态电流大、导通压降低、损耗小等诸多优点,因此在当前市场环境中具有绝对优势。

  IGBT是一个非通即断的开关器件,通过栅源极电压的变化控制其关断状态,能够根据信号指令来调节电压、电流、频率、相位等,以达到精准调控的目的。因此,IGBT成为当前功率半导体市场最主流的器件,在新能源发电、电动汽车及充电桩、电气化船舶、直流输电、储能、工业电控和节能等众多领域均有广泛应用。

  由于储能逆变器与光伏逆变器技术相近,进入储能逆变器的行业的竞争者大多为光伏逆变器厂商;IGBT作为逆变器的核心器件成为了新的“兵家必争之地”。

  一、IGBT具有广泛的应用层,在光伏/储能逆变器中较MOSFET更具优势

  低压IGBT:指电压等级在1000V以内的IGBT器件,例如常见的650V应用于新能源汽车、家电、工业变频等领域。

  中压IGBT:指电压等级在1000-1700V区间的IGBT器件,例如1200V应用于光伏、电磁炉、家电、电焊机、工业变频器和新能源汽车领域,1700V应用于光伏和风电领域。

  高压IGBT:指电压等级3300V及以上的IGBT器件,比如3300V和6500V应用于高铁、动车、智能电网,以及工业电机等领域。

  IGBT因其通态电流大、耐压高、电压驱动等特点,使其在中、高压容量的系统中更具优势。

  在实际项目中IGBT已逐渐取代MOSFET作为光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件,新能源发电行业的迅速发展将成为IGBT行业持续增长的全新动力。

  二、光伏+储能双驱动,IGBT市场潜力巨大

  在“碳达峰”、“碳中和”目标的驱动作用下,国家推动绿色能源发展,光伏发电属于绿色环保的发电方式,符合全球绿色化环保化发展趋势,国内外光伏行业前景广阔。我国光伏应用市场增速明显,装机量、发电量不断提高。储能装机量逐年提升,储能逆变器规模不断加大。

  政策支持叠加技术进步,光伏行业长期发展明确。其中国内风光大基地和“整县光伏”等项目加快推进,国内风光基地一期项目批复规模约100GW,工商业分布式光伏和户用光伏快速增长。

  海外市场在后疫情时代和电价上涨的趋势下需求强势复苏,其中欧洲市场和美国市场依然是装机的主力。据券商预测,新能源发电方向2022年全球IGBT需求达107亿元,2025年有望增进至200亿元。

  IGBT作为功率半导体期间,其技术迭代速度较慢,周期较长,一代产品的使用时间非常长,超过十年。因此,虽然国内IGBT厂家的起步较晚,但是行业留给了本土IGBT厂家充足的发展和追赶的时间,目前国内IGBT厂商技术进步较快,已经有产品能大批量满足下游客户需求。

  台湾茂矽推出了几款适用于中压范围6寸晶圆片适用于各类光伏逆变器,如光伏逆变和储能等。与行业同类产品相比,温升更低、可靠性更高。

  由工采网代理的台湾茂硅生产的IGBT晶圆FS工艺6寸IGBT晶圆片P81MV022NL0013P、P81MV020NL0011P、P81MV023NL0014P这三款主要有以下特性:

  1、1200V壕沟和现场停止技术 2、低开关损耗 3、正温度系数  4、简易平行)可应用于中等功率驱动器;不间断电源。

  台湾茂矽IGBT产品已经逐步进入新能源汽车、充电桩、电池管理以及光伏逆变器等领域,并受到客户的青睐,ISweek工采网拥有一整套完整的解决方案



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