Kako se tržišna potražnja za diodama promijenila s razvojem integriranog skladištenja i punjenja svjetla?

1, Potaknut temeljnom potražnjom za diodama u sustavima za punjenje optičke pohrane
Srž integrirane fotonaponske energije, pohrane energije i punjenja leži u postizanju učinkovite suradnje između fotonaponskih modula, pohrane energije i modula za punjenje. Njegova tehnička arhitektura postavlja tri temeljna zahtjeva za diode:

Učinkovito ispravljanje i pretvorba energije
Kao čvorište za pretvorbu energije u sustavu, fotonaponski pretvarači trebaju pretvoriti istosmjernu struju u izmjeničnu struju putem ispravljačkih dioda i spojiti je na mrežu. Uzimajući za primjer string inverter od 125kW tvrtke Sunshine Power, interno koristi 6 1200V/600A IGBT module, pri čemu svaki modul sadrži 4 IGBT čipa i 2 diode za brzi oporavak (FRD), s potrošnjom dioda jednog uređaja od 12. S proširenjem fotonaponskih instaliranih kapaciteta, očekuje se da će veličina tržišta dioda za fotonaponske pretvarače u Kini dosegnuti 4,5 milijardi juana do 2025., s godišnjom potražnjom od preko 270 milijuna komada.
Visokofrekventni prekidač i niske karakteristike gubitaka
Dvosmjerni DC/DC pretvarač u sustavima za pohranu energije oslanja se na diode od silicij karbida (SiC) za postizanje visoko-frekventnog prebacivanja i smanjenje gubitaka vodljivosti. Sustav za pohranu energije Tesla Megapack koristi kombinaciju SiC MOSFET-a i Schottky diode, što poboljšava učinkovitost za 3% i gustoću energije za 40% u usporedbi s tradicionalnim rješenjima temeljenim na-siliciju. Prema predviđanju Yole Dé evelopmenta, veličina globalnog tržišta SiC dioda dosegnut će 3 milijarde dolara do 2025. godine, pri čemu će sektor optičke pohrane činiti više od 35%.
Visoka pouzdanost i prilagodljivost ekstremnim uvjetima
Diode za automobile moraju ispunjavati standard AEC-Q101 i održavati stabilne performanse unutar temperaturnog raspona od -40 stupnjeva do 150 stupnjeva. Integrirana gomila za punjenje za pohranu svjetlosti i punjenje koju je lansirao Huawei Digital Energy ima unutarnju TVS diodu koja može izdržati udarnu struju od 30 kA pod valnim oblikom od 8/20 μs, osiguravajući pouzdanost sustava u ekstremnim radnim uvjetima kao što su udari groma. Očekuje se da će veličina globalnog tržišta dioda za automobilsku industriju premašiti 8 milijardi juana do 2025. godine, pri čemu će Kina činiti 47%.
2, Trend strukturirane evolucije tržišne potražnje
Diverzificirano širenje scenarija primjene
Distribuirani optički sustav za pohranu i punjenje: Kućanski i komercijalni scenariji čine više od 60%, potičući potražnju za minijaturizacijom i diodama za površinsku montažu. Na primjer, projekt fotonaponskog punjenja u industrijskom parku u Shenzhenu koristi DFN5 × 6 pakirane Schottky diode, koje smanjuju volumen za 60% u usporedbi s tradicionalnim DO-214AB pakiranjem i povećavaju gustoću snage za tri puta.
Centralizirana fotonaponska elektrana: u velikim zemaljskim elektranama porasla je potražnja za SiC diodama od 1700 V, koje imaju povećanje otpora napona od 42% u usporedbi s proizvodima na bazi silicija od 1200 V-i prikladne su za visoko-naponsku istosmjernu stranu.
Posebne primjene za okoliš: Projekt pohrane energije vjetra i solarne energije na moru potaknuo je razvoj dioda otpornih-na koroziju. Uređaj, koji koristi tro-postupak poniklavanja, ima testni vijek trajanja slanog spreja od 2000 sati, što je 5 puta dulje od uobičajenih proizvoda.
Ubrzanje iteracije tehnološkog plana
Prodor poluvodiča treće generacije: Do 2025. stopa prodora SiC dioda u području optičke pohrane dosegnut će 28%, s jediničnom površinom otpora samo 1/200 od materijala na bazi silicija-, promičući da učinkovitost sustava premaši 98%.
Trend integracije: Tehnologija niza fotodioda integriranih s jednim-čipom je zrela, s gustoćom piksela od 10000/cm², primijenjena na fotonaponske kontrolere za praćenje maksimalne snage (MPPT), smanjujući broj komponenti na razini sustava za 30%.
Inteligentna nadogradnja: dioda s funkcijom temperaturne kompenzacije može automatski prilagoditi radne parametre i održavati stabilnu kvantnu učinkovitost u temperaturnom rasponu od -40 stupnjeva do +85 stupnjeva, što je prikladno za projekte optičke pohrane na velikoj širini.
Značajna regionalna diferencijacija tržišta
Regija delte rijeke Yangtze: Oslanjajući se na kompletan lanac poluvodičke industrije, proizvodni kapacitet dioda činit će 42% ukupne zemlje do 2025., s fokusom na razvoj automobilske kvalitete i SiC vrhunskih-proizvoda.
Regija Chengdu Chongqing: s prednošću niskih cijena električne energije, privlači okupljanje proizvodnih kapaciteta fotonaponskih pretvarača, a potražnja za diodama je uglavnom za srednje i niskonaponske ispravljačke uređaje, s visokom cjenovnom osjetljivošću.
Sjeverozapadna regija: Izgradnja velikih-fotonaponskih elektrana potiče potražnju za 1700V visoko{2}}naponskim diodama. Očekuje se da će veličina tržišta ove kategorije dosegnuti 1,8 milijardi juana do 2025., sa ukupnom godišnjom stopom rasta od 35%.
3, Izazovi industrije i strategije odgovora
Sigurnosni rizici lanca opskrbe
Izazov: vrhunske silicijske pločice i složeni poluvodički materijali i dalje se oslanjaju na uvoz, sa stopom ovisnosti o uvozu od 25% do 2025.
Odgovor: Očekuje se da će Yangjie Technology i druge tvrtke postići domaću zamjenu i smanjiti troškove za 40% do 2026. kroz vertikalnu integraciju proizvodnih linija za 8-inčne SiC supstrate.
Fragmentacija tehničkih standarda
Izazov: Nedostatak jedinstvenog standarda sučelja za sustave punjenja optičke pohrane povećao je složenost odabira dioda.
Odgovor: Huawei preuzima vodstvo u formuliranju "Specifikacije interoperabilnosti za integriranu optičku pohranu i opremu za punjenje", ujedinjujući električne parametre i komunikacijske protokole kako bi se smanjili prilagođeni troškovi razvoja.
Balansiranje energetske učinkovitosti i troškova
Izazov: Cijena SiC dioda je 3-5 puta veća od cijene proizvoda na bazi-silicija, što ograničava njihovu široku primjenu.
Odgovor: Silan Microelectronics lansirao je hibridno rješenje pakiranja za djelomičnu zamjenu SiC uređaja u pretvaračima, što je rezultiralo 15% smanjenjem ukupnih troškova sustava i samo 1% gubitkom učinkovitosti.