Con el desarrollo del almacenamiento y la carga de luz integrados, ¿cómo ha cambiado la demanda de diodos en el mercado?

1, impulsado por la demanda central de diodos en sistemas de carga de almacenamiento óptico
El núcleo de la energía fotovoltaica, el almacenamiento de energía y la carga integrados radica en lograr una colaboración eficiente entre los módulos fotovoltaicos, de almacenamiento de energía y de carga. Su arquitectura técnica plantea tres requisitos básicos para los diodos:

Rectificación eficiente y conversión de energía.
Como centro de conversión de energía del sistema, los inversores fotovoltaicos necesitan convertir la energía de CC en energía de CA a través de diodos rectificadores y conectarla a la red. Tomando como ejemplo el inversor de cadena de 125 kW de Sunshine Power, utiliza módulos IGBT de 6 1200V/600A internamente, cada módulo contiene 4 chips IGBT y 2 diodos de recuperación rápida (FRD), con un consumo de diodos de un solo dispositivo de 12. Con la expansión de la capacidad instalada fotovoltaica, se espera que el tamaño del mercado de diodos para inversores fotovoltaicos en China alcance los 4.500 millones de yuanes para 2025, con un demanda de más de 270 millones de piezas.
Interruptor de alta frecuencia y características de baja pérdida.
El convertidor bidireccional CC/CC de los sistemas de almacenamiento de energía se basa en diodos de carburo de silicio (SiC) para lograr una conmutación de alta-frecuencia y reducir las pérdidas de conducción. El sistema de almacenamiento de energía Tesla Megapack adopta una combinación de SiC MOSFET y diodo Schottky, que mejora la eficiencia en un 3 % y la densidad de energía en un 40 % en comparación con las soluciones tradicionales basadas en silicio-. Según la predicción de Yole Dévelopment, el tamaño del mercado mundial de diodos de SiC alcanzará los 3.000 millones de dólares en 2025, y el sector del almacenamiento óptico representará más del 35%.
Alta confiabilidad y adaptabilidad a ambientes extremos.
Los diodos de grado automotriz deben cumplir con el estándar AEC-Q101 y mantener un rendimiento estable dentro del rango de temperatura de -40 grados a 150 grados. La pila de carga integrada para almacenamiento y carga de luz lanzada por Huawei Digital Energy tiene un diodo TVS interno que puede soportar una sobrecorriente de 30 kA bajo una forma de onda de 8/20 μs, lo que garantiza la confiabilidad del sistema en condiciones de trabajo extremas, como la caída de rayos. Se espera que el tamaño del mercado mundial de diodos de grado automotriz supere los 8 mil millones de yuanes para 2025, de los cuales China representa el 47%.
2, La tendencia de evolución estructurada de la demanda del mercado.
Ampliación diversificada de escenarios de aplicación.
Sistema de carga y almacenamiento óptico distribuido: los escenarios domésticos y comerciales representan más del 60%, lo que impulsa la demanda de miniaturización y diodos de montaje en superficie. Por ejemplo, un proyecto de carga fotovoltaica en un parque industrial de Shenzhen utiliza diodos Schottky empaquetados DFN5 × 6, que reducen el volumen en un 60 % en comparación con el empaquetado tradicional DO-214AB y aumentan la densidad de potencia tres veces.
Central fotovoltaica centralizada: las grandes centrales eléctricas terrestres han experimentado un aumento en la demanda de diodos de SiC de 1700 V, que tienen un aumento del 42 % en la resistencia de voltaje en comparación con los productos basados ​​en silicio-de 1200 V y son adecuados para el lado de CC de alto-.
Aplicaciones ambientales especiales: el proyecto de almacenamiento de energía solar y eólica marina ha estimulado el desarrollo de diodos-resistentes a la corrosión. El dispositivo, que utiliza un proceso de niquelado de tres-capas, tiene una vida útil de prueba de niebla salina de 2000 horas, cinco veces más que los productos normales.
Aceleración de iteraciones de la hoja de ruta tecnológica
Penetración de semiconductores de tercera generación: para 2025, la tasa de penetración de los diodos de SiC en el campo del almacenamiento óptico alcanzará el 28 %, con un área unitaria de resistencia de solo 1/200 de la de los materiales basados ​​en silicio-, lo que promoverá que la eficiencia del sistema supere el 98 %.
Tendencia de integración: la tecnología de conjunto de fotodiodos integrados de un solo-chip está madura, con una densidad de píxeles de 10000/cm², y se aplica a controladores de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) fotovoltaicos, lo que reduce la cantidad de componentes a nivel del sistema en un 30 %.
Actualización inteligente: el diodo con función de compensación de temperatura puede ajustar automáticamente los parámetros de trabajo y mantener una eficiencia cuántica estable en el rango de temperatura de -40 grados a +85 grados, adecuado para proyectos de almacenamiento óptico de alta latitud.
Importante diferenciación del mercado regional
Región del delta del río Yangtze: Al depender de una cadena completa de la industria de semiconductores, la capacidad de producción de diodos representará el 42% del total del país para 2025, centrándose en el desarrollo de productos de SiC y de grado automotriz de alta-.
Región de Chengdu Chongqing: con la ventaja de los bajos precios de la electricidad, atrae la acumulación de capacidad de producción de inversores fotovoltaicos, y la demanda de diodos es principalmente para dispositivos rectificadores de voltaje medio y bajo, con alta sensibilidad al precio.
Región noroeste: la construcción de centrales fotovoltaicas-a gran escala impulsa la demanda de diodos de alto-voltaje de 1700 V. Se espera que el tamaño del mercado de esta categoría alcance los 1.800 millones de yuanes para 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 35%.
3, Desafíos de la industria y estrategias de respuesta
Riesgos de seguridad de la cadena de suministro
Desafío: Las obleas de silicio de alta gama y los materiales semiconductores compuestos todavía dependen de las importaciones, con una tasa de dependencia de las importaciones del 25% para 2025.
Respuesta: Se espera que Yangjie Technology y otras empresas logren la sustitución nacional y reduzcan los costos en un 40% para 2026 mediante la integración vertical de líneas de producción de sustratos de SiC de 8 pulgadas.
Fragmentación de las normas técnicas
Desafío: La falta de un estándar de interfaz unificado para los sistemas de carga de almacenamiento óptico ha aumentado la complejidad de la selección de diodos.
Respuesta: Huawei toma la iniciativa en la formulación de la "Especificación de interoperabilidad para equipos de carga y almacenamiento óptico integrado", unificando parámetros eléctricos y protocolos de comunicación para reducir los costos de desarrollo personalizados.
Equilibrando la eficiencia energética y el coste
Desafío: El precio de los diodos de SiC es 3-5 veces mayor que el de los productos basados ​​en silicio-, lo que restringe su aplicación a gran escala.
Respuesta: Silan Microelectronics ha lanzado una solución de paquete híbrido para reemplazar parcialmente los dispositivos de SiC en los inversores, lo que resulta en una reducción del 15 % en los costos generales del sistema y solo una pérdida de eficiencia del 1 %.