Kaip pažvelgti į silicio karbido diodų pakeitimo potencialą naujoje energetikos pramonėje?

1, Techninis pranašumas: fizinių silicio -pagrįstų įrenginių ribų peržengimas
Pagrindinis silicio karbido diodų konkurencingumas yra jų medžiagų savybės:

Aukšto dažnio ir didelio efektyvumo charakteristikos: silicio karbido elektronų mobilumas yra tris kartus didesnis nei silicio, o juostos plotis yra tris kartus didesnis nei silicio, todėl jo atvirkštinio atkūrimo laikas yra labai trumpas (<10ns) and reduces switching losses by more than 70%. In the motor controller of new energy vehicles, the use of silicon carbide diodes can improve system efficiency by 3% -5% and increase range by 5% -10%.
Atsparumas aukštai temperatūrai ir didelis patikimumas: Silicio karbido kritinis skilimo lauko stiprumas yra 10 kartų didesnis nei silicio, ir jis gali stabiliai veikti esant aukštesnei nei 600 laipsnių temperatūrai. Jo šilumos laidumas yra 3 kartus didesnis nei silicio, o šilumos išsklaidymo efektyvumas žymiai pagerėjo. Fotovoltiniuose inverteriuose silicio karbido diodai gali sumažinti šilumos išsklaidymo modulių tūrį 40% ir pailginti sistemos tarnavimo laiką iki daugiau nei 20 metų.
Miniatiūrizavimas ir lengvinimas: didelis gedimo lauko stiprumas leidžia įrenginio konstrukcijai būti plonesniam, o esant tokiai pačiai galiai silicio karbido diodų tūris yra tik vienas{0}}trečdalis silicio-pagrįstų įrenginių, todėl svoris sumažėja 60%. Ši funkcija ypač svarbi naujų energetinių transporto priemonių elektrinės pavaros sistemoje, nes ji gali atlaisvinti daugiau vietos akumuliatoriaus išdėstymui.
2, Taikymo scenarijai ir alternatyvi logika naujoje energetikos pramonėje
Naujos energijos transporto priemonės: šuolis nuo pagalbinės iki pagrindinės
Automobilinis įkroviklis (OBC): 800 V aukštos įtampos platformoje silicio karbido diodų konversijos efektyvumas yra 99 %, o tai yra 5 procentiniais punktais didesnis nei silicio -pagrįstų įrenginių, o įkrovimo greitis padidinamas 30 %. „Tesla Model 3“, „BYD Han“ ir kiti modeliai naudoja silicio karbido galios modulius dideliais kiekiais.
Variklio valdiklis: inverteris, sudarytas iš silicio karbido diodų ir MOSFET, kuris gali padidinti variklio greitį iki daugiau nei 20 000 aps./min ir pasiekti didesnį nei 50 kW/L galios tankį. Silicio karbido elektrinė pavaros sistema, įrengta NIO ET7, sumažina energijos sąnaudas 6%.
Įkrovimo krūva: Silicio karbido diodai pasiekia 98 % energijos konversijos efektyvumą nuolatinės srovės greito įkrovimo poliuose, palaiko 480 kW perkrovimo galią ir sutrumpina įkrovimo laiką iki mažiau nei 10 minučių. „State Grid“ pradėjo bandomąjį silicio karbido įkrovimo polių standartizavimo projektą.
Fotovoltinės energijos gamyba: efektyvumo revoliucija nuo centralizuotos iki paskirstytos
Styginis keitiklis: Silicio karbido diodai leidžia maksimaliam keitiklio konversijos efektyvumui viršyti 99%, o aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, dykumose ir plynaukštėse, jis vis tiek gali išlaikyti didesnį nei 98,5% efektyvumą. „Huawei“, „Sunac“ ir kitos bendrovės pristatė visą silicio karbido fotovoltinių keitiklių produktų liniją.
Mikro inverteris: silicio karbido diodų miniatiūrizavimo charakteristikos padidino mikro inverterių galios tankį iki 1 kW/l, 40% sumažino atskirų modulių kainą ir paskatino BIPV rinkos sprogimą.
Energijos kaupimo sistema: naujovinimas nuo energijos perdavimo iki pažangaus valdymo
Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS): Silicio karbido diodai pasiekia 99,5 % energijos konversijos efektyvumą dvikrypčiuose DC-DC keitikliuose, todėl akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo nuostoliai sumažėja 15 %, o ciklo tarnavimo laikas pailgėja 20 %. Tokios įmonės kaip CATL ir BYD taikė jį energijos kaupimo elektrinėms.
Energijos kaupimas tinkle: silicio karbido diodai palaiko MW lygio galią 1500 V aukštos{1}}tampos energijos kaupimo sistemose, o sistemos atsako greitis padidinamas iki milisekundžių lygio, o tai suteikia pagrindinį ryšį su atsinaujinančios energijos tinklu.
3, rinkos modelis: pagreitėjęs vietinis pakeitimas ir sąnaudų mažėjimo tendencija
Pasaulinė konkurencinė aplinka
Tarptautiniai milžinai, pvz., „Wolfspeed“, „Infineon“ ir „Rohm“, dominuoja aukščiausios klasės{0}} rinkoje, kurios pasaulinė silicio karbido galios įrenginių rinkos dalis iki 2024 m. sudarys 65 %, tačiau Kinijos gamintojai sparčiai auga. Tianyue Advanced, Tianke Heda ir kitos įmonės pasiekė masinę 6 colių substratų gamybą, o 8 colių substratai pateko į klientų patikrinimo etapą.
2024 m. silicio karbido diodų rinkos dydis Kinijoje pasieks 2,8 mlrd. juanių, o per metus-palyginti-, jis padidės 55 %, iš kurių daugiau nei 60 % sudaro automobiliams skirti produktai. Tikimasi, kad iki 2030 m. pasaulinė Kinijos silicio karbido diodų rinkos dalis padidės iki 35%.
Sąnaudų mažinimas skatina pakeitimą
Substrato sąnaudų dalis sumažėjo nuo 70 % 2020 m. iki 45 % 2025 m., o 6- colių silicio karbido substratų kaina sumažėjo nuo 5 000 juanių/vnt. iki 2 000 juanių/vnt., beveik tris kartus daugiau nei silicio pagrindu pagamintų įrenginių. Tikimasi, kad masiškai gaminant 8 colių substratus, sąnaudos toliau mažės.
Buitinių silicio karbido diodų kainos yra 30–50 % mažesnės nei importuotų gaminių, ir jie sudarė pakeitimo pranašumą sąnaudoms jautriose srityse, tokiose kaip naujos energijos transporto priemonės ir fotovoltinė energija. Pavyzdžiui, vietinės gamybos silicio karbido modulis, naudojamas BYD Han EV, sutaupo 12 000 juanių vienai transporto priemonei, palyginti su importuotais produktais.