Kā aplūkot silīcija karbīda diožu aizstāšanas potenciālu jaunajā enerģētikas nozarē?

1. Tehniskā priekšrocība: Silīcija{1}}ierīču fizisko ierobežojumu pārkāpšana
Silīcija karbīda diožu galvenā konkurētspēja ir to materiālu īpašībās:

Augstas frekvences un augstas efektivitātes raksturlielumi: silīcija karbīda elektronu mobilitāte ir trīs reizes lielāka nekā silīcijam, un joslas platums ir trīs reizes lielāks nekā silīcijam, kas padara tā reversās atkopšanas laiku ārkārtīgi īsu (<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%.
Augstas temperatūras izturība un augsta uzticamība: silīcija karbīda kritiskā lauka stiprums ir 10 reizes lielāks nekā silīcijam, un tas var stabili darboties augstā temperatūrā virs 600 grādiem. Tā siltumvadītspēja ir 3 reizes lielāka nekā silīcijam, un tā siltuma izkliedes efektivitāte ir ievērojami uzlabota. Fotoelementu invertoros silīcija karbīda diodes var samazināt siltuma izkliedes moduļu apjomu par 40% un pagarināt sistēmas kalpošanas laiku līdz vairāk nekā 20 gadiem.
Miniaturizācija un atvieglošana: ar lielu sadalījuma lauka stiprumu ierīces dizains var būt plānāks, un ar tādu pašu jaudu silīcija karbīda diožu tilpums ir tikai viena{0}}trešdaļa no silīcija-ierīcēm, tādējādi samazinot svaru par 60%. Šī funkcija ir īpaši svarīga jaunu enerģijas transportlīdzekļu elektriskās piedziņas sistēmā, jo tā var atbrīvot vairāk vietas akumulatora izkārtojumam.
2, pielietojuma scenāriji un alternatīva loģika jaunajā enerģētikas nozarē
Jauni enerģijas transportlīdzekļi: lēciens no palīgierīces uz galveno
Automašīnas lādētājs (OBC): silīcija karbīda diodes nodrošina 99% konversijas efektivitāti 800 V augstsprieguma platformā, kas ir par 5 procentpunktiem augstāka nekā ierīcēs, kuru pamatā ir silīcija{3}}, un uzlādes ātrums tiek palielināts par 30%. Tesla Model 3, BYD Han un citi modeļi ir pieņēmuši silīcija karbīda jaudas moduļus vairumā.
Motora kontrolieris: invertors, kas sastāv no silīcija karbīda diodēm un MOSFET, kas var palielināt motora ātrumu līdz 20 000 apgr./min un sasniegt jaudas blīvumu virs 50 kW/l. Silīcija karbīda elektriskā piedziņas sistēma, kas aprīkota ar NIO ET7, samazina visaptverošo enerģijas patēriņu par 6%.
Uzlādes kaudze: silīcija karbīda diodes nodrošina 98% enerģijas pārveidošanas efektivitāti līdzstrāvas ātrās uzlādes pāļos, atbalsta 480 kW pārlādēšanas jaudu un saīsina uzlādes laiku līdz mazāk nekā 10 minūtēm. State Grid ir uzsācis izmēģinājuma projektu silīcija karbīda uzlādes pāļu standartizēšanai.
Fotoelementu enerģijas ražošana: efektivitātes revolūcija no centralizētas uz sadalītu
Stīgu invertors: silīcija karbīda diodes ļauj invertora maksimālajai konversijas efektivitātei pārsniegt 99%, un tas joprojām var uzturēt efektivitāti virs 98,5% augstas temperatūras vidēs, piemēram, tuksnešos un plato. Huawei, Sunac un citi uzņēmumi ir laiduši klajā pilnu silīcija karbīda fotoelektrisko invertoru produktu līniju.
Mikroinvertors: silīcija karbīda diožu miniaturizācijas raksturlielumi ir palielinājuši mikroinvertoru jaudas blīvumu līdz 1 kW/L, samazinājuši atsevišķu moduļu izmaksas par 40% un veicinājuši BIPV tirgus eksploziju.
Enerģijas uzglabāšanas sistēma: jaunināšana no enerģijas pārsūtīšanas uz viedo pārvaldību
Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS): silīcija karbīda diodes sasniedz 99,5% enerģijas pārveidošanas efektivitāti divvirzienu līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājos, samazinot akumulatora uzlādes un izlādes zudumus par 15% un pagarinot cikla kalpošanas laiku par 20%. Tādi uzņēmumi kā CATL un BYD to ir izmantojuši enerģijas uzglabāšanas spēkstacijās.
Tīkla puses enerģijas uzglabāšana: silīcija karbīda diodes atbalsta MW līmeņa jaudu 1500 V augstsprieguma{1}}enerģijas uzglabāšanas sistēmās, un sistēmas reakcijas ātrums ir uzlabots līdz milisekundes līmenim, nodrošinot galveno atbalstu atjaunojamās enerģijas tīkla savienojumam.
3, tirgus modelis: paātrināta vietēja aizstāšana un izmaksu samazināšanās tendence
Globālās konkurences ainava
Augstākās klases tirgū dominē tādi starptautiski giganti kā Wolfspeed, Infineon un Rohm, un līdz 2024. gadam silīcija karbīda barošanas ierīču globālā tirgus daļa ir 65%, taču Ķīnas ražotāji strauji aug. Tianyue Advanced, Tianke Heda un citi uzņēmumi ir panākuši 6 collu substrātu masveida ražošanu, un 8 collu substrāti ir nonākuši klientu pārbaudes stadijā.
2024. gadā silīcija karbīda diožu tirgus apjoms Ķīnā sasniegs 2,8 miljardus juaņu, kas ir par 55% gada -salīdzinājumā ar-gada pieaugumu, no kuriem vairāk nekā 60% ir automobiļu kvalitātes produkti. Paredzams, ka līdz 2030. gadam Ķīnas silīcija karbīda diožu pasaules tirgus daļa pieaugs līdz 35%.
Izmaksu samazināšana veicina aizstāšanu
Substrāta izmaksu īpatsvars ir samazinājies no 70% 2020. gadā līdz 45% 2025. gadā, un 6-collu silīcija karbīda substrātu cena ir samazinājusies no 5000 juaņām gabalā līdz 2000 juaņām par gabalu, kas ir gandrīz trīs reizes vairāk nekā ierīcēm, kuru pamatā ir silīcijs. Paredzams, ka līdz ar 8 collu substrātu masveida ražošanu izmaksas turpinās samazināties.
Iekšzemes silīcija karbīda diožu cena ir par 30–50% zemāka nekā importētajiem produktiem, un tās ir radījušas aizstāšanas priekšrocības tādās izmaksu ziņā jutīgās jomās kā jauni enerģijas transportlīdzekļi un fotoelementi. Piemēram, vietējā ražojuma silīcija karbīda modulis, ko izmanto BYD Han EV, ietaupa 12 000 juaņas vienam transportlīdzeklim salīdzinājumā ar importētajiem produktiem.