Ako vidieť substitučný potenciál diód z karbidu kremíka v novom energetickom priemysle?

1, Technická výhoda: Prekonanie fyzických limitov zariadení na báze kremíka-
Hlavná konkurencieschopnosť diód z karbidu kremíka spočíva v ich materiálových vlastnostiach:

Charakteristiky vysokej frekvencie a vysokej účinnosti: Mobilita elektrónov karbidu kremíka je trikrát väčšia ako u kremíka a šírka pásma je trikrát väčšia ako u kremíka, vďaka čomu je čas jeho spätného zotavenia extrémne krátky (<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%.
Odolnosť voči vysokej teplote a vysoká spoľahlivosť: Kritická sila prierazného poľa karbidu kremíka je 10-krát väčšia ako kremíka a môže stabilne pracovať v prostredí s vysokou teplotou nad 600 stupňov. Jeho tepelná vodivosť je 3-krát vyššia ako u kremíka a jeho účinnosť odvádzania tepla je výrazne zlepšená. Vo fotovoltaických meničoch môžu diódy z karbidu kremíka znížiť objem modulov na odvádzanie tepla o 40 % a predĺžiť životnosť systému na viac ako 20 rokov.
Miniaturizácia a odľahčenie: Vysoká intenzita prierazného poľa umožňuje, aby bol dizajn zariadenia tenší a pri rovnakom výkone je objem diód z karbidu kremíka iba jednou -tretinou zariadení na báze kremíka-, čím sa znižuje hmotnosť o 60 %. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá v systéme elektrického pohonu nových energetických vozidiel, pretože môže uvoľniť viac miesta pre rozloženie batérie.
2, Aplikačné scenáre a alternatívna logika v novom energetickom priemysle
Nové energetické vozidlá: skok od pomocných k jadru
Nabíjačka do auta (OBC): Diódy z karbidu kremíka dosahujú účinnosť konverzie 99 % na 800 V vysokonapäťovej platforme, čo je o 5 percentuálnych bodov viac ako u zariadení na báze kremíka-, a rýchlosť nabíjania sa zvýšila o 30 %. Tesla Model 3, BYD Han a ďalšie modely vo veľkom prijali výkonové moduly z karbidu kremíka.
Regulátor motora: menič zložený z diód z karbidu kremíka a MOSFET, ktorý dokáže zvýšiť rýchlosť motora na viac ako 20 000 ot./min a dosiahnuť hustotu výkonu nad 50 kW/l. Elektrický pohonný systém z karbidu kremíka vybavený NIO ET7 znižuje celkovú spotrebu energie o 6 %.
Nabíjacia hromada: Diódy z karbidu kremíka dosahujú 98 % účinnosť premeny energie pri rýchlonabíjacích hromadách jednosmerného prúdu, podporujú 480 kW prebíjací výkon a skracujú čas nabíjania na menej ako 10 minút. State Grid spustil pilotný projekt na štandardizáciu nabíjacích pilotov z karbidu kremíka.
Výroba fotovoltaickej energie: revolúcia efektívnosti od centralizovanej po distribuovanú
Reťazový invertor: Diódy z karbidu kremíka umožňujú maximálnu účinnosť konverzie meniča prekročiť 99% a stále si môže udržať účinnosť nad 98,5% v prostredí s vysokou teplotou, ako sú púšte a náhorné plošiny. Huawei, Sunac a ďalšie spoločnosti uviedli na trh kompletný rad fotovoltaických invertorov z karbidu kremíka.
Mikroinvertor: Miniaturizačné charakteristiky diód z karbidu kremíka zvýšili hustotu výkonu mikroinvertorov na 1 kW/l, znížili náklady na jednotlivé moduly o 40 % a podporili explóziu trhu BIPV.
Systém skladovania energie: Inovácia z prenosu energie na inteligentné riadenie
Battery Management System (BMS): Diódy z karbidu kremíka dosahujú 99,5 % účinnosť premeny energie v obojsmerných DC-DC konvertoroch, čím sa znižujú straty pri nabíjaní a vybíjaní batérie o 15 % a životnosť cyklu sa predlžuje o 20 %. Spoločnosti ako CATL a BYD ho aplikovali na elektrárne na skladovanie energie.
Ukladanie energie na strane siete: Diódy z karbidu kremíka podporujú výstupný výkon na úrovni MW v 1500V vysokonapäťových{1}}systémoch na ukladanie energie a rýchlosť odozvy systému je vylepšená na úroveň milisekúnd, čo poskytuje kľúčovú podporu pre pripojenie k sieti obnoviteľnej energie.
3, Trhový model: Zrýchlená domáca substitúcia a klesajúci trend nákladov
Globálne konkurenčné prostredie
Medzinárodné giganty, ako sú Wolfspeed, Infineon a Rohm, dominujú na trhu špičkových{0}}tried s globálnym trhovým podielom 65 % pre energetické zariadenia z karbidu kremíka do roku 2024, no čínski výrobcovia rýchlo rastú. Tianyue Advanced, Tianke Heda a ďalšie podniky dosiahli masovú výrobu 6-palcových substrátov a 8-palcové substráty vstúpili do fázy overovania zákazníkov.
V roku 2024 dosiahne veľkosť trhu s diódami z karbidu kremíka v Číne 2,8 miliardy juanov, čo predstavuje medziročný-medzi-ročný nárast o 55 %, z čoho viac ako 60 % pripadá na produkty automobilovej triedy. Očakáva sa, že do roku 2030 sa celosvetový podiel čínskych diód z karbidu kremíka zvýši na 35 %.
Zníženie nákladov poháňa substitúciu
Podiel nákladov na substrát sa znížil zo 70 % v roku 2020 na 45 % v roku 2025 a cena 6- palcových substrátov z karbidu kremíka klesla z 5 000 juanov/kus na 2 000 juanov/kus, čo je takmer trojnásobok ceny zariadení na báze kremíka. S hromadnou výrobou 8-palcových substrátov sa očakáva ďalší pokles nákladov.
Domáce diódy z karbidu kremíka sú o 30 % až 50 % nižšie ako dovážané produkty a vytvorili substitučnú výhodu v oblastiach citlivých na náklady, ako sú nové energetické vozidlá a fotovoltaika. Napríklad modul karbidu kremíka vyrábaný na domácom trhu používaný v BYD Han EV šetrí 12 000 juanov na vozidlo v porovnaní s dovážanými produktmi.