Как изменился рыночный спрос на диоды с развитием интегрированных систем хранения и зарядки ламп?

1. Это обусловлено основным спросом на диоды в системах зарядки оптических накопителей.
Суть интегрированной фотоэлектрической системы, хранения энергии и зарядки заключается в достижении эффективного взаимодействия между фотоэлектрическими модулями, модулями хранения энергии и зарядными устройствами. Его техническая архитектура выдвигает три основных требования к диодам:

Эффективное выпрямление и преобразование энергии
В качестве узла преобразования энергии в системе фотоэлектрические инверторы должны преобразовывать мощность постоянного тока в мощность переменного тока через выпрямительные диоды и подключать ее к сети. В качестве примера можно привести струнный инвертор Sunshine Power мощностью 125 кВт. Внутри него используются модули IGBT 6 1200В/600 А, каждый модуль содержит 4 чипа IGBT и 2 диода с быстрым восстановлением (FRD), при этом потребление диодов на одно устройство составляет 12. Ожидается, что с увеличением установленной мощности фотоэлектрических систем объем рынка диодов для фотоэлектрических инверторов в Китае достигнет 4,5 млрд юаней к 2015 году. 2025, с годовым спросом более 270 миллионов штук.
Высокочастотный переключатель и характеристики с низкими потерями
Двунаправленный преобразователь постоянного тока в системах хранения энергии использует диоды из карбида кремния (SiC), позволяющие достичь высокой-частоты переключения и снизить потери проводимости. В системе хранения энергии Tesla Megapack используется комбинация SiC MOSFET и диода Шоттки, что повышает эффективность на 3 % и плотность энергии на 40 % по сравнению с традиционными решениями на основе кремния-. Согласно прогнозу Yole Dé evelopment, к 2025 году объем мирового рынка SiC-диодов достигнет 3 миллиардов долларов, при этом на сектор оптических накопителей будет приходиться более 35%.
Высокая надежность и адаптируемость к экстремальным условиям
Диоды автомобильного класса должны соответствовать стандарту AEC-Q101 и обеспечивать стабильную работу в диапазоне температур от -40 до 150 градусов. Интегрированный зарядный блок для хранения и зарядки света, выпущенный Huawei Digital Energy, имеет внутренний TVS-диод, который может выдерживать импульсный ток 30 кА при форме волны 8/20 мкс, обеспечивая надежность системы в экстремальных условиях работы, таких как удары молнии. Ожидается, что к 2025 году объем мирового рынка автомобильных диодов превысит 8 миллиардов юаней, при этом на долю Китая будет приходиться 47%.
2. Тенденция структурированной эволюции рыночного спроса.
Диверсифицированное расширение сценариев применения
Распределенная оптическая система хранения и зарядки: на бытовые и коммерческие сценарии приходится более 60%, что стимулирует спрос на миниатюризацию и диоды для поверхностного монтажа. Например, в проекте фотоэлектрической зарядки в промышленном парке в Шэньчжэне используются диоды Шоттки в корпусе DFN5 × 6, которые уменьшают объем на 60% по сравнению с традиционным корпусом DO-214AB и увеличивают плотность мощности в три раза.
Централизованная фотоэлектрическая электростанция. На крупных наземных электростанциях наблюдается всплеск спроса на SiC-диоды на 1700 В, сопротивление напряжению которых на 42 % выше, чем у продуктов на основе кремния-1200 В, и которые подходят для высокого-напряжения на стороне постоянного тока.
Особые экологические применения. Проект по хранению энергии ветра и солнца на море стимулировал разработку коррозионно--устойчивых диодов. Устройство, в котором используется трех-процесс никелирования, имеет срок службы при испытаниях в солевом тумане 2000 часов, что в 5 раз дольше, чем у обычных продуктов.
Ускорение итераций технологического плана
Проникновение полупроводников третьего поколения: к 2025 году уровень проникновения SiC-диодов в области оптических накопителей достигнет 28 %, при этом удельная площадь сопротивления будет составлять всего 1/200 от площади материалов на основе кремния-, что позволит повысить эффективность системы до уровня, превышающего 98 %.
Тенденция интеграции. Одно-технология интегрированной фотодиодной матрицы является зрелой, с плотностью пикселей 10 000/см², применяемой в фотоэлектрических контроллерах отслеживания точки максимальной мощности (MPPT), что позволяет сократить количество компонентов системного уровня на 30 %.
Интеллектуальное обновление: диод с функцией температурной компенсации может автоматически регулировать рабочие параметры и поддерживать стабильную квантовую эффективность в диапазоне температур от -40 до +85 градусов, что подходит для проектов оптического хранения в высоких широтах.
Значительная региональная дифференциация рынка
Регион дельты реки Янцзы. Благодаря полной цепочке производства полупроводников, к 2025 году мощности по производству диодов будут составлять 42 % от общего объема производства в стране, при этом основное внимание будет уделяться разработке автомобильной продукции и высококачественной-кремниевой продукции.
Регион Чэнду Чунцин: благодаря низким ценам на электроэнергию он привлекает производственные мощности по производству фотоэлектрических инверторов, а спрос на диоды в основном приходится на выпрямительные устройства среднего и низкого напряжения с высокой ценовой чувствительностью.
Северо-Западный регион. Строительство крупных-фотоэлектрических электростанций приводит к росту спроса на высоковольтные-диоды на 1700 В. Ожидается, что к 2025 году объем рынка этой категории достигнет 1,8 млрд юаней, а совокупный годовой темп роста составит 35%.
3. Вызовы отрасли и стратегии реагирования
Риски безопасности цепочки поставок
Задача: Высококачественные кремниевые пластины и сложные полупроводниковые материалы по-прежнему зависят от импорта, причем к 2025 году уровень зависимости от импорта составит 25%.
Ответ: Ожидается, что Yangjie Technology и другие компании добьются внутреннего замещения и снизят затраты на 40% к 2026 году за счет вертикальной интеграции линий по производству 8-дюймовых подложек SiC.
Фрагментация технических стандартов
Проблема: Отсутствие единого стандарта интерфейса для систем зарядки оптических накопителей усложнило выбор диодов.
Ответ: Huawei берет на себя ведущую роль в разработке «Спецификации совместимости для интегрированного оптического оборудования хранения и зарядки», объединяющей электрические параметры и протоколы связи для снижения затрат на разработку по индивидуальному заказу.
Баланс между энергоэффективностью и стоимостью
Задача: цена SiC-диодов в 3-5 раз превышает стоимость продуктов на основе кремния-, что ограничивает их широкомасштабное применение.
Ответ: Компания Silan Microelectronics запустила гибридное упаковочное решение для частичной замены SiC-устройств в инверторах, что привело к снижению общих затрат на систему на 15 % и потере эффективности всего на 1 %.