功率半導(dǎo)體
功率半導(dǎo)體器件(Power Electronic Device)又稱為電力電子器件和功率電子器件,是指可直接用于處理電能的主電路中,實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件,其作用主要分為功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)和整流等。
光伏逆變器
光伏逆變器是指可以將光伏(PV)太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電(AC)的逆變器,可以反饋回商用輸電系統(tǒng),或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡之一,可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能,例如最大功率點(diǎn)追蹤及孤島效應(yīng)保護(hù)的機(jī)能。
各國對于新能源的需求日益增加,全球光伏新增裝機(jī)量不斷擴(kuò)大,帶動光伏逆變器需求增速加快。逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,是將直流電轉(zhuǎn)化為用戶可以使用的交流電的必要過程。在光伏逆變器中,分升壓模塊和逆變兩部分電路,其中逆變電路中一般使用IGBT模塊。采用IGBT作為太陽能光伏發(fā)電關(guān)鍵電路的開關(guān)功率器件有利于減少整個系統(tǒng)損耗,促進(jìn)光伏整體發(fā)電速率。
IGBT的定義
IGBT是一種可實現(xiàn)電路控制與電能轉(zhuǎn)化的功率半導(dǎo)體,應(yīng)用范圍廣泛,光伏IGBT應(yīng)用于光伏逆變器,是影響其性能的重要部件。IGBT又稱絕緣柵雙極性晶體管,是由BJT(雙極型三極管)與MOSFET(絕緣型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合型全控電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,在電路中作為電路開關(guān),通過開關(guān)控制改變電壓,擁有柵極G、集電極C、與發(fā)射極E,由柵極與發(fā)射極之間的電壓決定其導(dǎo)通與關(guān)斷。IGBT的用途包括變頻、整流、變壓、放大功率與功率控制等,是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心。?IGBT同時具備MOSFET輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)速度快和BJT通態(tài)電流大、導(dǎo)通壓降低、開關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn),適用于中、大功率應(yīng)用的電力電子器件。當(dāng)前普遍應(yīng)用于650-6500V的中高壓領(lǐng)域,主要包括工業(yè)控制、白色變頻家電、風(fēng)電、光伏、新能源汽車等。以下是IGBT的應(yīng)用和分類。
IGBT的技術(shù)演變過程如下圖所示:從1980年至今,IGBT經(jīng)歷了六代技術(shù)的發(fā)展演變,過程如圖1所示,分別是第一代平面穿通型(P.PT),第二代改進(jìn)的平面穿通型(P.PT),第三代平面非穿通型(P.NPT),第四代溝槽非穿通型(Trench.NPT),第五代平面柵軟穿通型(P.SPT)和第六代溝槽柵電場-截止型(FS-Trench)
IGBT模塊產(chǎn)業(yè)鏈主要包括IGBT芯片設(shè)計、制造、模塊封測三大部分,而根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋程度,可以行業(yè)分為IDM、Fabless和Foundry三種運(yùn)作模式。產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料的生產(chǎn)與制造,中游涉及IGBT的制造與封裝測試,下游為光伏逆變器生產(chǎn)商。晶圓是制造功率器件等半導(dǎo)體器件的基本材料,其所需制造原材料主要為硅片及硅基材料、光掩模、光刻膠輔材、濕電子化學(xué)品、濺射靶材、CMP拋光材料、電子特氣等。主要設(shè)備為光刻機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、刻蝕機(jī)、離子注入設(shè)備、拋光設(shè)備、測試設(shè)備等。當(dāng)前中國本土廠商在材料與設(shè)備上競爭力均較弱。
IGBT作為功率器件,在逆變器中承擔(dān)著功率變換和能量傳輸?shù)淖饔?,是逆變器的心臟。IGBT在光伏逆變器的核心利用體現(xiàn)在驅(qū)動保護(hù)、過電流/短路保護(hù)、過溫保護(hù)、機(jī)械故障保護(hù)等四個方面。IGBT 在光伏逆變器中主要應(yīng)用在 DC/DC 升壓和 DC/AC 逆變電路中,小編找到兩個示意圖如下。
光伏領(lǐng)域IGBT市場飛速增長
下游光伏逆變器出貨量增長勢頭強(qiáng)勁,促使光伏IGBT的需求上升,組串式逐漸替代集中式的趨勢將為IGBT單管帶來增量空間。中國光伏IGBT行業(yè)受下游光伏逆變器的需求驅(qū)動,行業(yè)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)本土企業(yè)競爭力提升,促進(jìn)行業(yè)良性發(fā)展。
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會預(yù)測,2025年全球和中國光伏新增裝機(jī)容量的中值分別為:300GW和100GW,我們估計2025年全球和中國的光伏領(lǐng)域IGBT市場空間比例為3:1。 那么預(yù)計中國光伏領(lǐng)域 IGBT 市場規(guī)模2025 年達(dá)到73.52億元。
來源:網(wǎng)絡(luò)天風(fēng)證券
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:2025 年光伏領(lǐng)域IGBT市場規(guī)模將達(dá)73億
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