Com o desenvolvimento do armazenamento e carregamento integrados de luz, como mudou a demanda do mercado por diodos?

1, Impulsionado pela demanda principal por diodos em sistemas de carregamento de armazenamento óptico
O núcleo da energia fotovoltaica integrada, armazenamento de energia e carregamento reside em alcançar uma colaboração eficiente entre módulos fotovoltaicos, de armazenamento de energia e de carregamento. Sua arquitetura técnica apresenta três requisitos principais para diodos:

Retificação eficiente e conversão de energia
Como centro de conversão de energia do sistema, os inversores fotovoltaicos precisam converter a energia CC em energia CA através de diodos retificadores e conectá-la à rede. Tomando como exemplo o inversor string de 125kW da Sunshine Power, ele usa módulos IGBT 6 1200V/600A internamente, cada módulo contendo 4 chips IGBT e 2 diodos de recuperação rápida (FRDs), com consumo de diodo de um único dispositivo de 12. Com a expansão da capacidade instalada fotovoltaica, o tamanho do mercado de diodos para inversores fotovoltaicos na China deverá atingir 4,5 bilhões de yuans até 2025, com uma demanda anual de mais de 270 milhões de peças.
Chave de alta frequência e características de baixa perda
O conversor CC/CC bidirecional em sistemas de armazenamento de energia depende de diodos de carboneto de silício (SiC) para obter comutação de alta-frequência e reduzir perdas de condução. O sistema de armazenamento de energia Tesla Megapack adota uma combinação de SiC MOSFET e diodo Schottky, que melhora a eficiência em 3% e a densidade de energia em 40% em comparação com soluções tradicionais-baseadas em silício. De acordo com a previsão de desenvolvimento da Yole Dé, o tamanho do mercado global de diodos SiC atingirá US$ 3 bilhões até 2025, com o setor de armazenamento óptico respondendo por mais de 35%.
Alta confiabilidade e adaptabilidade a ambientes extremos
Os diodos de classe automotiva devem atender ao padrão AEC{0}}Q101 e manter desempenho estável na faixa de temperatura de -40 graus a 150 graus . A pilha de carregamento integrada para armazenamento e carregamento de luz lançada pela Huawei Digital Energy possui um diodo TVS interno que pode suportar uma corrente de pico de 30kA sob uma forma de onda de 8/20 μs, garantindo a confiabilidade do sistema sob condições extremas de trabalho, como quedas de raios. Espera-se que o tamanho do mercado global de diodos automotivos exceda 8 bilhões de yuans até 2025, com a China respondendo por 47%.
2, A tendência de evolução estruturada da procura do mercado
Expansão diversificada de cenários de aplicação
Sistema distribuído de armazenamento óptico e carregamento: Os cenários domésticos e comerciais respondem por mais de 60%, impulsionando a demanda por miniaturização e diodos de montagem em superfície. Por exemplo, um projeto de carregamento fotovoltaico em um parque industrial em Shenzhen usa diodos Schottky encapsulados DFN5 × 6, que reduzem o volume em 60% em comparação com a embalagem DO-214AB tradicional e aumentam a densidade de potência em três vezes.
Estação de energia fotovoltaica centralizada: Grandes estações de energia terrestres observaram um aumento na demanda por diodos de SiC de 1.700 V, que têm um aumento de 42% na resistência de tensão em comparação com produtos à base de silício de 1.200 V-e são adequados para o lado de-alta tensão CC.
Aplicações ambientais especiais: o projeto de armazenamento de energia solar e eólica offshore estimulou o desenvolvimento de diodos-resistentes à corrosão. O dispositivo, que usa um processo de revestimento de níquel de três{2}}camadas, tem uma vida útil de teste de névoa salina de 2.000 horas, o que é 5 vezes mais longo que os produtos comuns.
Aceleração da iteração do roteiro tecnológico
Penetração de semicondutores de terceira geração: até 2025, a taxa de penetração de diodos de SiC no campo de armazenamento óptico chegará a 28%, com uma área unitária de resistência de apenas 1/200 da dos materiais-à base de silício, promovendo a eficiência do sistema para exceder 98%.
Tendência de integração: a tecnologia de matriz de fotodiodos integrados com chip único está madura, com uma densidade de pixels de 10.000/cm², aplicada a controladores fotovoltaicos de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT), reduzindo o número de componentes no nível do sistema em 30%.
Atualização inteligente: O diodo com função de compensação de temperatura pode ajustar automaticamente os parâmetros de trabalho e manter a eficiência quântica estável na faixa de temperatura de -40 graus a +85 graus, adequado para projetos de armazenamento óptico de alta latitude.
Diferenciação significativa do mercado regional
Região do Delta do Rio Yangtze: Contando com uma cadeia completa da indústria de semicondutores, a capacidade de produção de diodos representará 42% do total do país até 2025, com foco no desenvolvimento de produtos automotivos e de SiC-de alta qualidade.
Região de Chengdu Chongqing: Com a vantagem dos baixos preços da eletricidade, atrai a concentração de capacidade de produção de inversores fotovoltaicos, e a demanda por diodos é principalmente para dispositivos retificadores de média e baixa tensão, com alta sensibilidade ao preço.
Região Noroeste: A construção de usinas fotovoltaicas em grande-escala impulsiona a demanda por diodos de alta-tensão de 1700 V. Espera-se que o tamanho do mercado desta categoria atinja 1,8 mil milhões de yuans até 2025, com uma taxa composta de crescimento anual de 35%.
3, Desafios da Indústria e Estratégias de Resposta
Riscos de segurança da cadeia de abastecimento
Desafio: As pastilhas de silício de alta qualidade e os materiais semicondutores compostos ainda dependem de importações, com uma taxa de dependência de importações de 25% até 2025.
Resposta: Espera-se que a Yangjie Technology e outras empresas alcancem a substituição doméstica e reduzam os custos em 40% até 2026 através da integração vertical de linhas de produção de substrato de SiC de 8 polegadas.
Fragmentação de padrões técnicos
Desafio: A falta de um padrão de interface unificado para sistemas de carregamento de armazenamento óptico aumentou a complexidade da seleção de diodos.
Resposta: A Huawei assume a liderança na formulação da "Especificação de interoperabilidade para armazenamento óptico integrado e equipamento de carregamento", unificando parâmetros elétricos e protocolos de comunicação para reduzir custos de desenvolvimento personalizados.
Equilibrando eficiência energética e custo
Desafio: O preço dos diodos de SiC é 3-5 vezes maior que o dos produtos à base de silício-, o que restringe sua aplicação em larga escala.
Resposta: A Silan Microelectronics lançou uma solução de embalagem híbrida para substituir parcialmente dispositivos SiC em inversores, resultando em uma redução de 15% nos custos gerais do sistema e em apenas 1% de perda de eficiência.