Με την ανάπτυξη της ενσωματωμένης αποθήκευσης και φόρτισης φωτός, πώς έχει αλλάξει η ζήτηση της αγοράς για διόδους;

1, με γνώμονα τη βασική ζήτηση για διόδους σε συστήματα φόρτισης οπτικής αποθήκευσης
Ο πυρήνας των ολοκληρωμένων φωτοβολταϊκών, αποθήκευσης ενέργειας και φόρτισης έγκειται στην επίτευξη αποτελεσματικής συνεργασίας μεταξύ φωτοβολταϊκών, μονάδων αποθήκευσης ενέργειας και φόρτισης. Η τεχνική αρχιτεκτονική του προβάλλει τρεις βασικές απαιτήσεις για τις διόδους:

Αποτελεσματική διόρθωση και μετατροπή ενέργειας
Ως κόμβος μετατροπής ενέργειας του συστήματος, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς πρέπει να μετατρέψουν την ισχύ συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω διόδων ανορθωτή και να τη συνδέσουν στο δίκτυο. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον μετατροπέα στοιχειοσειρών 125 kW της Sunshine Power, χρησιμοποιεί εσωτερικά μονάδες IGBT 6 1200V/600A, κάθε μονάδα περιέχει 4 τσιπ IGBT και 2 διόδους γρήγορης ανάκτησης (FRD), με κατανάλωση διόδου μίας συσκευής 12. Με την επέκταση των φωτοβολταϊκών εγκατεστημένης χωρητικότητας των φωτοβολταϊκών της Κίνας αναμένεται να φτάσει το μέγεθος των φωτοβολταϊκών διόδων στην αγορά. 4,5 δισεκατομμύρια γιουάν μέχρι το 2025, με ετήσια ζήτηση άνω των 270 εκατομμυρίων τεμαχίων.
Διακόπτης υψηλής συχνότητας και χαρακτηριστικά χαμηλών απωλειών
Ο αμφίδρομος μετατροπέας DC/DC στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας βασίζεται σε διόδους καρβιδίου του πυριτίου (SiC) για την επίτευξη υψηλής-εναλλαγής συχνότητας και τη μείωση των απωλειών αγωγιμότητας. Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας Tesla Megapack υιοθετεί έναν συνδυασμό SiC MOSFET και διόδου Schottky, που βελτιώνει την απόδοση κατά 3% και την ενεργειακή πυκνότητα κατά 40% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές λύσεις με βάση το πυρίτιο-. Σύμφωνα με την πρόβλεψη της Yole D é evelopment, το παγκόσμιο μέγεθος της αγοράς διόδων SiC θα φτάσει τα 3 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2025, με τον τομέα της οπτικής αποθήκευσης να αντιπροσωπεύει πάνω από 35%.
Υψηλή αξιοπιστία και προσαρμοστικότητα σε ακραία περιβάλλοντα
Οι δίοδοι κατηγορίας αυτοκινήτου πρέπει να πληρούν το πρότυπο AEC-Q101 και να διατηρούν σταθερή απόδοση εντός του εύρους θερμοκρασιών από -40 βαθμούς έως 150 βαθμούς . Ο ενσωματωμένος σωρός φόρτισης για ελαφριά αποθήκευση και φόρτιση που λανσαρίστηκε από την Huawei Digital Energy διαθέτει εσωτερική δίοδο TVS που μπορεί να αντέξει ρεύμα υπέρτασης 30 kA υπό κυματομορφή 8/20 μ s, διασφαλίζοντας την αξιοπιστία του συστήματος σε ακραίες συνθήκες εργασίας, όπως κεραυνούς. Το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς των διόδων ποιότητας αυτοκινήτου αναμένεται να ξεπεράσει τα 8 δισεκατομμύρια γιουάν μέχρι το 2025, με την Κίνα να αντιπροσωπεύει το 47%.
2, Η τάση της δομημένης εξέλιξης της ζήτησης της αγοράς
Διαφοροποιημένη επέκταση σεναρίων εφαρμογών
Κατανεμημένο οπτικό σύστημα αποθήκευσης και φόρτισης: Τα οικιακά και εμπορικά σενάρια αντιπροσωπεύουν πάνω από 60%, αυξάνοντας τη ζήτηση για μικροδιόδους και επιφανειακές διόδους. Για παράδειγμα, ένα έργο φόρτισης φωτοβολταϊκών σε ένα βιομηχανικό πάρκο στο Shenzhen χρησιμοποιεί συσκευασμένες διόδους Schottky DFN5 × 6, οι οποίες μειώνουν τον όγκο κατά 60% σε σύγκριση με την παραδοσιακή συσκευασία DO-214AB και αυξάνουν την πυκνότητα ισχύος κατά τρεις φορές.
Κεντρικός φωτοβολταϊκός σταθμός παραγωγής ενέργειας: Οι μεγάλοι επίγειοι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν αυξηθεί στη ζήτηση για διόδους SiC 1700V, οι οποίες έχουν 42% αύξηση στην αντίσταση τάσης σε σύγκριση με προϊόντα με βάση το πυρίτιο-1200V και είναι κατάλληλες για την πλευρά DC υψηλής{{4}τάσης.
Ειδικές περιβαλλοντικές εφαρμογές: Το έργο αποθήκευσης υπεράκτιας αιολικής και ηλιακής ενέργειας ώθησε την ανάπτυξη διόδων που αντιστέκονται στη διάβρωση-. Η συσκευή, η οποία χρησιμοποιεί μια διαδικασία επίστρωσης νικελίου τριών-στρώσεων, έχει διάρκεια δοκιμής ψεκασμού αλατιού 2000 ωρών, η οποία είναι 5 φορές μεγαλύτερη από τα συνηθισμένα προϊόντα.
Επιτάχυνση επανάληψης τεχνολογικού οδικού χάρτη
Διείσδυση ημιαγωγών τρίτης γενιάς: Μέχρι το 2025, το ποσοστό διείσδυσης των διόδων SiC στον τομέα της οπτικής αποθήκευσης θα φτάσει το 28%, με μονάδα επιφάνειας αντίστασης μόλις το 1/200 αυτής των υλικών με βάση το πυρίτιο-, προάγοντας την απόδοση του συστήματος να ξεπερνά το 98%.
Τάση ενσωμάτωσης: Η τεχνολογία ενσωματωμένης συστοιχίας φωτοδιόδου ενός-τσιπ είναι ώριμη, με πυκνότητα εικονοστοιχείων 10000/cm², που εφαρμόζεται σε ελεγκτές παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος φωτοβολταϊκών (MPPT), μειώνοντας τον αριθμό των στοιχείων επιπέδου συστήματος κατά 30%.
Έξυπνη αναβάθμιση: Η δίοδος με λειτουργία αντιστάθμισης θερμοκρασίας μπορεί να προσαρμόσει αυτόματα τις παραμέτρους εργασίας και να διατηρήσει σταθερή κβαντική απόδοση στο εύρος θερμοκρασίας από -40 βαθμούς έως+85 βαθμούς, κατάλληλη για έργα οπτικής αποθήκευσης υψηλού γεωγραφικού πλάτους.
Σημαντική διαφοροποίηση της περιφερειακής αγοράς
Περιοχή Δέλτα του ποταμού Yangtze: Βασιζόμενη σε μια πλήρη αλυσίδα βιομηχανίας ημιαγωγών, η ικανότητα παραγωγής διόδων θα αντιπροσωπεύει το 42% του συνόλου της χώρας έως το 2025, με έμφαση στην ανάπτυξη προϊόντων ποιότητας αυτοκινήτου και υψηλών{2}}τελικών προϊόντων SiC.
Περιοχή Chengdu Chongqing: Με το πλεονέκτημα των χαμηλών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, προσελκύει τη συγκέντρωση της ικανότητας παραγωγής φωτοβολταϊκών μετατροπέων και η ζήτηση για διόδους είναι κυρίως για συσκευές ανορθωτή μέσης και χαμηλής τάσης, με υψηλή ευαισθησία στην τιμή.
Βορειοδυτική περιοχή: Η κατασκευή-φωτοβολταϊκών σταθμών μεγάλης κλίμακας αυξάνει τη ζήτηση για διόδους υψηλής-τάσης 1700V. Το μέγεθος της αγοράς αυτής της κατηγορίας αναμένεται να φτάσει τα 1,8 δισεκατομμύρια γιουάν έως το 2025, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 35%.
3, Βιομηχανικές Προκλήσεις και Στρατηγικές Ανταπόκρισης
Κίνδυνοι για την ασφάλεια της εφοδιαστικής αλυσίδας
Πρόκληση: Οι γκοφρέτες πυριτίου υψηλής ποιότητας και τα σύνθετα υλικά ημιαγωγών εξακολουθούν να βασίζονται στις εισαγωγές, με ποσοστό εξάρτησης από τις εισαγωγές 25% έως το 2025.
Απάντηση: Η Yangjie Technology και άλλες εταιρείες αναμένεται να επιτύχουν την εγχώρια υποκατάσταση και να μειώσουν το κόστος κατά 40% έως το 2026 μέσω της κάθετης ενοποίησης γραμμών παραγωγής υποστρώματος SiC 8 ιντσών.
Κατακερματισμός τεχνικών προτύπων
Πρόκληση: Η έλλειψη ενός ενιαίου προτύπου διεπαφής για συστήματα φόρτισης οπτικής αποθήκευσης έχει αυξήσει την πολυπλοκότητα της επιλογής διόδου.
Απάντηση: Η Huawei πρωτοστατεί στη διαμόρφωση της "Προδιαγραφές διαλειτουργικότητας για ενσωματωμένο οπτικό εξοπλισμό αποθήκευσης και φόρτισης", ενοποιώντας τις ηλεκτρικές παραμέτρους και τα πρωτόκολλα επικοινωνίας για τη μείωση του προσαρμοσμένου κόστους ανάπτυξης.
Εξισορρόπηση ενεργειακής απόδοσης και κόστους
Πρόκληση: Η τιμή των διόδων SiC είναι 3-5 φορές εκείνη των προϊόντων με βάση το πυρίτιο-, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή τους σε μεγάλη κλίμακα.
Απάντηση: Η Silan Microelectronics κυκλοφόρησε μια υβριδική λύση συσκευασίας για να αντικαταστήσει μερικώς τις συσκευές SiC σε μετατροπείς, με αποτέλεσμα τη μείωση του συνολικού κόστους του συστήματος κατά 15% και την απώλεια απόδοσης μόνο κατά 1%.