چگونه می توان پتانسیل جایگزینی دیودهای کاربید سیلیکون را در صنعت انرژی های نو مشاهده کرد؟

1، مزیت فنی: شکستن محدودیت های فیزیکی دستگاه های مبتنی بر سیلیکون-
رقابت اصلی دیودهای کاربید سیلیکون در خواص مواد آنها نهفته است:

ویژگی های فرکانس بالا و بازده بالا: تحرک الکترون کاربید سیلیکون سه برابر سیلیکون است و عرض باند سه برابر سیلیکون است که زمان بازیابی معکوس آن را بسیار کوتاه می کند.<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%.
مقاومت در برابر دمای بالا و قابلیت اطمینان بالا: قدرت میدان شکست بحرانی کاربید سیلیکون 10 برابر سیلیکون است و می تواند در محیط های با دمای بالا بالای 600 درجه به طور پایدار کار کند. هدایت حرارتی آن 3 برابر سیلیکون است و راندمان اتلاف گرما به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در اینورترهای فتوولتائیک، دیودهای کاربید سیلیکون می توانند حجم ماژول های اتلاف حرارت را تا 40 درصد کاهش دهند و طول عمر سیستم را به بیش از 20 سال افزایش دهند.
کوچک‌سازی و سبک‌سازی: قدرت میدان شکست بالا باعث می‌شود طراحی دستگاه نازک‌تر شود، و با همان قدرت، حجم دیودهای کاربید سیلیکون تنها یک -سوم دستگاه‌های مبتنی بر سیلیکون- است که وزن را تا ۶۰ درصد کاهش می‌دهد. این ویژگی به ویژه در سیستم محرک الکتریکی وسایل نقلیه انرژی جدید بسیار مهم است، زیرا می تواند فضای بیشتری را برای چیدمان باتری آزاد کند.
2، سناریوهای کاربردی و منطق جایگزین در صنعت انرژی های نو
وسایل نقلیه انرژی جدید: جهشی از کمکی به هسته
شارژر خودرو (OBC): دیودهای کاربید سیلیکون در یک پلت فرم ولتاژ بالا 800 ولت بازده تبدیل 99٪ را به دست می آورند که 5 درصد بیشتر از دستگاه های مبتنی بر سیلیکون است و سرعت شارژ 30٪ افزایش می یابد. تسلا مدل 3، بی وای دی هان و سایر مدل ها از ماژول های قدرت کاربید سیلیکون به صورت عمده استفاده کرده اند.
کنترل کننده موتور: اینورتر متشکل از دیودهای کاربید سیلیکون و ماسفت ها، که می تواند سرعت موتور را به بیش از 20000 دور در دقیقه افزایش دهد و به چگالی توان بیش از 50 کیلووات بر لیتر دست یابد. سیستم محرک الکتریکی کاربید سیلیکون مجهز به NIO ET7 مصرف انرژی جامع را تا 6 درصد کاهش می دهد.
شمع شارژ: دیودهای کاربید سیلیکون در شمع های شارژ سریع DC به 98 درصد راندمان تبدیل انرژی دست می یابند، توان شارژ بیش از حد 480 کیلووات را پشتیبانی می کنند و زمان شارژ را به کمتر از 10 دقیقه کوتاه می کنند. State Grid یک پروژه آزمایشی برای استانداردسازی شمع های شارژ سیلیکون کاربید راه اندازی کرده است.
تولید برق فتوولتائیک: انقلاب بهره وری از متمرکز به توزیع شده
اینورتر رشته: دیودهای کاربید سیلیکون حداکثر راندمان تبدیل اینورتر را قادر می‌سازند تا بیش از 99٪ باشد و همچنان می‌تواند راندمان بیش از 98.5٪ را در محیط‌های با دمای بالا مانند صحراها و فلات‌ها حفظ کند. هواوی، ساناک و سایر شرکت ها خط تولید کامل اینورتر فتوولتائیک کاربید سیلیکون را راه اندازی کرده اند.
میکرو اینورتر: ویژگی‌های کوچک‌سازی دیودهای کاربید سیلیکون، چگالی توان میکرو اینورترها را به 1 کیلووات بر لیتر افزایش داده، هزینه تک ماژول‌ها را تا 40 درصد کاهش داده و باعث انفجار بازار BIPV شده است.
سیستم ذخیره انرژی: ارتقاء از انتقال انرژی به مدیریت هوشمند
سیستم مدیریت باتری (BMS): دیودهای کاربید سیلیکون 99.5 درصد راندمان تبدیل انرژی را در مبدل‌های DC{1} دوطرفه به دست می‌آورند که تلفات شارژ و دشارژ باتری را تا 15 درصد کاهش می‌دهد و عمر چرخه را تا 20 درصد افزایش می‌دهد. شرکت هایی مانند CATL و BYD آن را برای نیروگاه های ذخیره انرژی اعمال کرده اند.
ذخیره انرژی سمت شبکه: دیودهای کاربید سیلیکون از توان خروجی سطح مگاوات در سیستم‌های ذخیره انرژی با ولتاژ بالا{{1}1500 ولت پشتیبانی می‌کنند و سرعت پاسخ سیستم تا سطح میلی‌ثانیه بهبود می‌یابد و پشتیبانی کلیدی برای اتصال به شبکه انرژی تجدیدپذیر فراهم می‌کند.
3، الگوی بازار: جایگزینی داخلی سریع و روند نزولی در هزینه ها
چشم انداز رقابتی جهانی
غول‌های بین‌المللی مانند Wolfspeed، Infineon، و Rohm با سهم بازار جهانی 65% برای دستگاه‌های قدرت کاربید سیلیکون تا سال 2024 بر بازار{{0}بالا تسلط دارند، اما تولیدکنندگان چینی به سرعت در حال رشد هستند. Tianyue Advanced، Tianke Heda و سایر شرکت ها به تولید انبوه بسترهای 6 اینچی دست یافته اند و بسترهای 8 اینچی وارد مرحله تأیید مشتری شده اند.
در سال 2024، اندازه بازار دیودهای کاربید سیلیکون در چین به 2.8 میلیارد یوان خواهد رسید که یک سال-در مقایسه با-افزایش سالیانه 55 درصدی، بیش از 60 درصد از آن را محصولات درجه یک خودرو تشکیل می دهند. پیش بینی می شود که تا سال 2030، سهم بازار جهانی دیودهای کاربید سیلیکون چینی به 35 درصد افزایش یابد.
کاهش هزینه باعث جایگزینی می شود
نسبت هزینه زیرلایه از 70 درصد در سال 2020 به 45 درصد در سال 2025 کاهش یافته است، و قیمت بسترهای کاربید سیلیکون 6 اینچی از 5000 یوان در هر قطعه به 2000 یوان در قطعه کاهش یافته است، تقریباً سه برابر دستگاه های مبتنی بر سیلیکون. با تولید انبوه زیرلایه های 8 اینچی، انتظار می رود هزینه ها بیشتر کاهش یابد.
دیودهای کاربید سیلیکون داخلی 30٪ تا 50٪ کمتر از محصولات وارداتی قیمت دارند و مزیت جایگزینی در زمینه های حساس به هزینه مانند وسایل نقلیه انرژی جدید و فتوولتائیک ایجاد کرده اند. به عنوان مثال، ماژول کاربید سیلیکون تولید داخل که در BYD Han EV استفاده می شود، 12000 یوان در هر خودرو در مقایسه با محصولات وارداتی صرفه جویی می کند.