จะดูศักยภาพการทดแทนของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ได้อย่างไร

1 ข้อได้เปรียบทางเทคนิค: ทะลุขีดจำกัดทางกายภาพของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน-
ความสามารถในการแข่งขันหลักของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์อยู่ที่คุณสมบัติของวัสดุ:

ลักษณะความถี่สูงและประสิทธิภาพสูง: การเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนของซิลิกอนคาร์ไบด์มีค่าเป็นสามเท่าของซิลิคอน และความกว้างของแถบความถี่เป็นสามเท่าของซิลิกอน ซึ่งทำให้เวลาในการฟื้นตัวแบบย้อนกลับสั้นมาก (<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%.
ทนต่ออุณหภูมิสูงและความน่าเชื่อถือสูง: ความแรงของสนามสลายวิกฤตของซิลิคอนคาร์ไบด์คือ 10 เท่าของซิลิคอน และสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 600 องศา ค่าการนำความร้อนเป็น 3 เท่าของซิลิคอน และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ในอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถลดปริมาตรของโมดูลกระจายความร้อนได้ 40% และยืดอายุการใช้งานของระบบเป็นมากกว่า 20 ปี
การย่อขนาดและการลดน้ำหนัก: ความแรงของสนามแยกส่วนสูงช่วยให้การออกแบบอุปกรณ์บางลง และภายใต้กำลังเท่ากัน ปริมาตรของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นเพียงหนึ่งใน-ในสามของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน- ซึ่งช่วยลดน้ำหนักลง 60% คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากสามารถเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับการจัดวางแบตเตอรี่ได้
2 สถานการณ์การใช้งานและตรรกะทางเลือกในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่
ยานพาหนะพลังงานใหม่: การก้าวกระโดดจากส่วนเสริมไปสู่แกนกลาง
ที่ชาร์จในรถยนต์ (OBC): ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ให้ประสิทธิภาพการแปลง 99% บนแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง 800V ซึ่งสูงกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน- 5 เปอร์เซ็นต์ และความเร็วในการชาร์จเพิ่มขึ้น 30% Tesla Model 3, BYD Han และรุ่นอื่นๆ ได้นำโมดูลพลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์มาใช้เป็นกลุ่ม
ตัวควบคุมมอเตอร์: อินเวอร์เตอร์ที่ประกอบด้วยไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์และ MOSFET ซึ่งสามารถเพิ่มความเร็วของมอเตอร์ได้มากกว่า 20,000 รอบต่อนาที และมีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า 50kW/L ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ติดตั้งบน NIO ET7 ช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวมลง 6%
เสาชาร์จ: ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 98% ในเสาชาร์จแบบเร็ว DC รองรับพลังงานการชาร์จเกิน 480kW และลดระยะเวลาการชาร์จให้เหลือน้อยกว่า 10 นาที State Grid ได้เปิดตัวโครงการนำร่องสำหรับการกำหนดมาตรฐานกองชาร์จซิลิคอนคาร์ไบด์
การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์: การปฏิวัติประสิทธิภาพจากการรวมศูนย์ไปสู่การกระจาย
อินเวอร์เตอร์แบบสตริง: ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ช่วยให้ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดของอินเวอร์เตอร์เกิน 99% และยังคงสามารถรักษาประสิทธิภาพได้มากกว่า 98.5% ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ทะเลทรายและที่ราบสูง Huawei, Sunac และบริษัทอื่นๆ ได้เปิดตัวกลุ่มผลิตภัณฑ์อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ซิลิคอนคาร์ไบด์เต็มรูปแบบ
ไมโครอินเวอร์เตอร์: คุณลักษณะการย่อขนาดของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ได้เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของไมโครอินเวอร์เตอร์เป็น 1kW/L ลดต้นทุนของโมดูลเดี่ยวลง 40% และส่งเสริมการขยายตัวของตลาด BIPV
ระบบกักเก็บพลังงาน: การอัพเกรดจากการถ่ายโอนพลังงานไปสู่การจัดการอัจฉริยะ
ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS): ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์บรรลุประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 99.5% ในตัวแปลง DC- DC แบบสองทิศทาง ลดการชาร์จแบตเตอรี่และการสูญเสียการคายประจุลง 15% และยืดอายุการใช้งานของวงจรขึ้น 20% บริษัทต่างๆ เช่น CATL และ BYD ได้นำเทคโนโลยีนี้ไปใช้กับโรงไฟฟ้าเก็บพลังงาน
การจัดเก็บพลังงานด้านกริด: ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์รองรับเอาต์พุตกำลังระดับ MW ในระบบจัดเก็บพลังงานแรงดันสูง- 1500V และความเร็วการตอบสนองของระบบได้รับการปรับปรุงเป็นระดับมิลลิวินาที ซึ่งให้การสนับสนุนหลักสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายพลังงานหมุนเวียน
3 รูปแบบตลาด: การทดแทนภายในประเทศที่เร่งขึ้นและแนวโน้มต้นทุนลดลง
ภาวะการแข่งขันระดับโลก
บริษัทยักษ์ใหญ่ระดับนานาชาติ เช่น Wolfspeed, Infineon และ Rohm ครองตลาดระดับไฮเอนด์- โดยมีส่วนแบ่งตลาดทั่วโลกที่ 65% สำหรับอุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ภายในปี 2024 แต่ผู้ผลิตในจีนกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว Tianyue Advanced, Tianke Heda และองค์กรอื่นๆ ประสบความสำเร็จในการผลิตซับสเตรตขนาด 6 นิ้วจำนวนมาก และซับสเตรตขนาด 8 นิ้วได้เข้าสู่ขั้นตอนการตรวจสอบลูกค้าแล้ว
ในปี 2024 ขนาดตลาดของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ในจีนจะสูงถึง 2.8 พันล้านหยวน เพิ่มขึ้น-ต่อปี-ถึง 55% ซึ่งในจำนวนนี้ผลิตภัณฑ์เกรดยานยนต์มีสัดส่วนมากกว่า 60% คาดว่าภายในปี 2573 ส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลกของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ของจีนจะเพิ่มขึ้นเป็น 35%
การลดต้นทุนทำให้เกิดการทดแทน
สัดส่วนของต้นทุนซับสเตรตลดลงจาก 70% ในปี 2020 เป็น 45% ในปี 2025 และราคาของซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 6- นิ้วก็ลดลงจาก 5,000 หยวน/ชิ้น เป็น 2,000 หยวน/ชิ้น ซึ่งเกือบสามเท่าของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน ด้วยการผลิตซับสเตรตขนาด 8 นิ้วจำนวนมาก คาดว่าต้นทุนจะลดลงอีก
ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศมีราคาต่ำกว่าผลิตภัณฑ์นำเข้า 30% -50% และได้สร้างข้อได้เปรียบในการทดแทนในด้านที่มีความอ่อนไหวด้านต้นทุน เช่น ยานพาหนะพลังงานใหม่และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวอย่างเช่น โมดูลซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผลิตในประเทศซึ่งใช้ใน BYD Han EV ช่วยประหยัดเงินได้ 12,000 หยวนต่อคัน เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์นำเข้า