Làm thế nào để xem tiềm năng thay thế của điốt cacbua silic trong ngành năng lượng mới?

1, Ưu điểm về mặt kỹ thuật: Vượt qua giới hạn vật lý của các thiết bị dựa trên silicon{1}}
Khả năng cạnh tranh cốt lõi của điốt cacbua silic nằm ở tính chất vật liệu của chúng:

Đặc tính tần số cao và hiệu suất cao: Độ linh động điện tử của cacbua silic gấp ba lần so với silicon và độ rộng vùng cấm gấp ba lần so với silicon, khiến thời gian phục hồi ngược của nó cực kỳ ngắn (<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%.
Khả năng chịu nhiệt độ cao và độ tin cậy cao: Cường độ trường phân hủy quan trọng của cacbua silic gấp 10 lần so với silicon và nó có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao trên 600 độ. Độ dẫn nhiệt của nó gấp 3 lần so với silicon và hiệu suất tản nhiệt của nó được cải thiện đáng kể. Trong bộ biến tần quang điện, điốt silicon cacbua có thể giảm 40% thể tích mô-đun tản nhiệt và kéo dài tuổi thọ hệ thống lên hơn 20 năm.
Thu nhỏ và làm nhẹ: Cường độ trường phân tích cao cho phép thiết kế thiết bị mỏng hơn và với cùng công suất, thể tích điốt cacbua silic chỉ bằng một-một phần ba so với thiết bị dựa trên silicon{1}}, giảm 60% trọng lượng. Tính năng này đặc biệt quan trọng trong hệ thống truyền động điện của xe sử dụng năng lượng mới vì nó có thể giải phóng thêm không gian để bố trí pin.
2, Kịch bản ứng dụng và logic thay thế trong ngành năng lượng mới
Xe năng lượng mới: bước nhảy vọt từ phụ trợ đến cốt lõi
Bộ sạc ô tô (OBC): Điốt cacbua silic đạt hiệu suất chuyển đổi 99% trên nền điện áp cao 800V, cao hơn 5 điểm phần trăm so với các thiết bị dựa trên silicon-và tốc độ sạc tăng 30%. Tesla Model 3, BYD Han và các mẫu xe khác đã sử dụng hàng loạt mô-đun năng lượng cacbua silic.
Bộ điều khiển động cơ: một biến tần bao gồm điốt silicon cacbua và MOSFET, có thể tăng tốc độ động cơ lên ​​hơn 20000 vòng/phút và đạt mật độ công suất trên 50kW/L. Hệ thống truyền động điện cacbua silic được trang bị trên NIO ET7 giúp giảm 6% mức tiêu thụ năng lượng toàn diện.
Cọc sạc: Điốt silicon cacbua đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 98% trong cọc sạc nhanh DC, hỗ trợ công suất sạc quá mức 480kW và rút ngắn thời gian sạc xuống dưới 10 phút. State Grid đã khởi động một dự án thí điểm để tiêu chuẩn hóa các cọc sạc bằng cacbua silic.
Sản xuất điện quang điện: một cuộc cách mạng hiệu quả từ tập trung đến phân tán
Biến tần chuỗi: Điốt cacbua silic cho phép hiệu suất chuyển đổi tối đa của biến tần vượt quá 99% và vẫn có thể duy trì hiệu suất trên 98,5% trong môi trường nhiệt độ cao như sa mạc và cao nguyên. Huawei, Sunac và các công ty khác đã tung ra dòng sản phẩm biến tần quang điện silicon cacbua đầy đủ.
Biến tần vi mô: Đặc tính thu nhỏ của điốt silicon cacbua đã tăng mật độ công suất của bộ biến tần vi mô lên 1kW/L, giảm 40% chi phí của các mô-đun đơn lẻ và thúc đẩy sự bùng nổ của thị trường BIPV.
Hệ thống lưu trữ năng lượng: Nâng cấp từ chuyển giao năng lượng sang quản lý thông minh
Hệ thống quản lý pin (BMS): Điốt cacbua silic đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 99,5% trong bộ chuyển đổi DC{1}}DC hai chiều, giảm tổn thất sạc và xả pin xuống 15% và kéo dài tuổi thọ chu kỳ thêm 20%. Các công ty như CATL và BYD đã áp dụng nó vào các nhà máy lưu trữ năng lượng.
Bộ lưu trữ năng lượng phía lưới điện: Điốt cacbua silic hỗ trợ công suất đầu ra ở mức MW trong hệ thống lưu trữ năng lượng điện áp cao 1500V{1}}và tốc độ phản hồi của hệ thống được cải thiện lên mức mili giây, cung cấp hỗ trợ chính cho kết nối lưới năng lượng tái tạo.
3, Mô hình thị trường: Sự thay thế trong nước tăng nhanh và xu hướng giảm chi phí
Bối cảnh cạnh tranh toàn cầu
Những gã khổng lồ quốc tế như Wolfspeed, Infineon và Rohm thống trị thị trường{0}cao cấp, với thị phần toàn cầu là 65% cho các thiết bị năng lượng cacbua silic vào năm 2024, nhưng các nhà sản xuất Trung Quốc đang gia tăng nhanh chóng. Tianyue Advanced, Tianke Heda và các doanh nghiệp khác đã đạt được sản xuất hàng loạt chất nền 6 inch và chất nền 8 inch đã bước vào giai đoạn xác minh khách hàng.
Vào năm 2024, quy mô thị trường điốt silicon cacbua ở Trung Quốc sẽ đạt 2,8 tỷ nhân dân tệ,-so với-năm tăng 55%, trong đó các sản phẩm dành cho ô tô chiếm hơn 60%. Dự kiến ​​đến năm 2030, thị phần toàn cầu của điốt silicon cacbua Trung Quốc sẽ tăng lên 35%.
Giảm chi phí thúc đẩy thay thế
Tỷ lệ chi phí chất nền đã giảm từ 70% vào năm 2020 xuống còn 45% vào năm 2025 và giá của chất nền cacbua silic 6- inch đã giảm từ 5000 nhân dân tệ/mảnh xuống còn 2000 nhân dân tệ/mảnh, gần gấp ba lần so với các thiết bị dựa trên silicon. Với việc sản xuất hàng loạt chất nền 8 inch, chi phí dự kiến ​​sẽ giảm hơn nữa.
Điốt cacbua silic trong nước có giá thấp hơn 30% -50% so với sản phẩm nhập khẩu và đã hình thành lợi thế thay thế trong các lĩnh vực nhạy cảm về chi phí như phương tiện sử dụng năng lượng mới và quang điện. Ví dụ, mô-đun cacbua silic sản xuất trong nước được sử dụng trong BYD Han EV tiết kiệm 12000 nhân dân tệ mỗi xe so với sản phẩm nhập khẩu.