Yeni enerji endüstrisinde silisyum karbür diyotların ikame potansiyeli nasıl görülebilir?

1, Teknik avantaj: Silikon-tabanlı cihazların fiziksel sınırlarını aşmak
Silisyum karbür diyotların temel rekabet gücü malzeme özelliklerinde yatmaktadır:

Yüksek frekans ve yüksek verimlilik özellikleri: Silisyum karbürün elektron hareketliliği silisyumun üç katıdır ve bant aralığı genişliği silisyumun üç katıdır, bu da ters toparlanma süresini son derece kısa hale getirir (<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%.
Yüksek sıcaklık dayanımı ve yüksek güvenilirlik: Silisyum karbürün kritik kırılma alanı kuvveti, silisyumun 10 katıdır ve 600 derecenin üzerindeki yüksek sıcaklık ortamlarında stabil şekilde çalışabilir. Isı iletkenliği silikonun 3 katıdır ve ısı dağıtma verimliliği önemli ölçüde artırılmıştır. Fotovoltaik invertörlerde silisyum karbür diyotlar, ısı dağıtma modüllerinin hacmini %40 oranında azaltabilir ve sistem ömrünü 20 yılın üzerine uzatabilir.
Minyatürleştirme ve hafifleştirme: Yüksek arıza alanı gücü, cihaz tasarımının daha ince olmasına olanak tanır ve aynı güç altında silisyum karbür diyotların hacmi, silikon bazlı cihazların yalnızca-üçte biri- kadardır ve bu da ağırlığı %60 oranında azaltır. Bu özellik, akü yerleşimi için daha fazla yer açabileceğinden, yeni enerji araçlarının elektrikli tahrik sistemlerinde özellikle önemlidir.
2, Yeni enerji endüstrisinde uygulama senaryoları ve alternatif mantık
Yeni enerji araçları: yardımcıdan çekirdeğe geçiş
Araç şarj cihazı (OBC): Silisyum karbür diyotlar, 800V yüksek gerilim platformunda %99'luk bir dönüşüm verimliliğine ulaşır; bu, silikon-tabanlı cihazlardan yüzde 5 puan daha yüksektir ve şarj hızı %30 artar. Tesla Model 3, BYD Han ve diğer modeller silisyum karbür güç modüllerini toplu olarak benimsemiştir.
Motor kontrolörü: motor hızını 20000 rpm'nin üzerine çıkarabilen ve 50kW/L'nin üzerinde bir güç yoğunluğuna ulaşabilen, silikon karbür diyotlardan ve MOSFET'lerden oluşan bir invertör. NIO ET7 ile donatılmış silisyum karbür elektrikli tahrik sistemi, kapsamlı enerji tüketimini %6 oranında azaltır.
Şarj yığını: Silisyum karbür diyotlar, DC hızlı şarj yığınlarında %98 enerji dönüşüm verimliliği elde eder, 480kW aşırı şarj gücünü destekler ve şarj süresini 10 dakikadan daha kısa bir süreye kısaltır. State Grid, silisyum karbür şarj yığınlarını standartlaştırmak için bir pilot proje başlattı.
Fotovoltaik enerji üretimi: merkeziden dağıtıma doğru bir verimlilik devrimi
Dizi invertör: Silisyum karbür diyotlar, invertörün maksimum dönüşüm verimliliğinin %99'u aşmasını sağlar ve çöller ve platolar gibi yüksek sıcaklıktaki ortamlarda hala %98,5'in üzerinde bir verimliliği koruyabilir. Huawei, Sunac ve diğer şirketler tam silisyum karbür fotovoltaik invertör ürün serisini piyasaya sürdü.
Mikro invertör: Silisyum karbür diyotların minyatürleştirme özellikleri, mikro invertörlerin güç yoğunluğunu 1kW/L'ye çıkarmış, tek modüllerin maliyetini %40 oranında düşürmüş ve BIPV pazarının patlamasını teşvik etmiştir.
Enerji Depolama Sistemi: Enerji Transferinden Akıllı Yönetime Yükseltme
Pil Yönetim Sistemi (BMS): Silisyum karbür diyotlar, çift yönlü DC-DC dönüştürücülerde %99,5 enerji dönüşüm verimliliği elde ederek pil şarj ve deşarj kayıplarını %15 azaltır ve döngü ömrünü %20 uzatır. CATL ve BYD gibi şirketler bunu enerji depolama santrallerine uyguladı.
Şebeke tarafında enerji depolama: Silisyum karbür diyotlar, 1500V yüksek-voltajlı enerji depolama sistemlerinde MW düzeyindeki güç çıkışını destekler ve sistemin tepki hızı milisaniye düzeyine çıkarılarak yenilenebilir enerji şebekesi bağlantısı için temel destek sağlanır.
3, Piyasa yapısı: Hızlanan yerli ikame ve maliyetlerdeki düşüş eğilimi
Küresel rekabet ortamı
Wolfspeed, Infineon ve Rohm gibi uluslararası devler, silisyum karbür güç cihazları için 2024 itibarıyla %65'lik küresel pazar payıyla üst düzey pazara hakim durumdalar, ancak Çinli üreticiler hızla artıyor. Tianyue Advanced, Tianke Heda ve diğer kuruluşlar 6 inçlik alt tabakaların seri üretimini gerçekleştirdi ve 8 inçlik alt tabakalar müşteri doğrulama aşamasına girdi.
2024 yılında, Çin'deki silisyum karbür diyotların pazar büyüklüğü, bir önceki yıla göre-%55 artışla-2,8 milyar yuan'a ulaşacak ve bunun %60'ından fazlasını otomotiv sınıfı ürünler oluşturuyor. 2030 yılına kadar Çin silisyum karbür diyotlarının küresel pazar payının %35'e çıkması bekleniyor.
Maliyetin azaltılması ikameyi teşvik eder
Alt tabaka maliyetinin oranı 2020'deki %70'ten 2025'te %45'e düştü ve 6-inç silisyum karbür alt tabakaların fiyatı 5000 yuan/parçadan 2000 yuan/parçaya düştü; bu, silikon bazlı cihazların fiyatının neredeyse üç katıdır. 8 inçlik alt tabakaların seri üretimiyle maliyetlerin daha da düşmesi bekleniyor.
Yerli silisyum karbür diyotlar ithal ürünlere göre %30-%50 daha düşük fiyatla üretilmekte olup, yeni enerji araçları ve fotovoltaik gibi maliyete duyarlı alanlarda ikame avantajı oluşturmaktadır. Örneğin BYD Han EV'de kullanılan yerli silisyum karbür modülü, ithal ürünlere kıyasla araç başına 12.000 yuan tasarruf sağlıyor.