導(dǎo)讀：由光伏產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)的逆變器市場(chǎng)有望在2017年實(shí)現(xiàn)190億美元的市值，當(dāng)多晶硅、組件廠商為微薄利潤(rùn)拼得頭破血流之際,光伏逆變器廠商得益于終端市場(chǎng)的規(guī)模化安裝,逐漸進(jìn)入高利潤(rùn)增長(zhǎng)時(shí)期。光伏逆變器作為光伏系統(tǒng)核心功率調(diào)節(jié)器件，占據(jù)了系統(tǒng)成本比例在10-15%之間，微型逆變器是太陽能面板的陰影問題的替代解決方案，關(guān)注它的廠商和用戶也越來越多。本站記者獨(dú)家采訪了飛兆半導(dǎo)體高壓功率轉(zhuǎn)換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的高級(jí)技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理鄭相珉和系統(tǒng)/應(yīng)用工程經(jīng)理梁圣模，讓你了解小小逆變器如何玩轉(zhuǎn)大光伏產(chǎn)業(yè)。
飛兆半導(dǎo)體高壓功率轉(zhuǎn)換、工業(yè)及汽車 飛兆半導(dǎo)體高壓功率轉(zhuǎn)換、工業(yè)及汽車
(PCIA)部門 高級(jí)技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理鄭相珉 (PCIA)部門系統(tǒng)/應(yīng)用工程經(jīng)理梁圣模
光伏逆變器行業(yè)與大多數(shù)電子類行業(yè)一樣，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)經(jīng)歷技術(shù)主導(dǎo)、成本主導(dǎo)等階段。目前行業(yè)正經(jīng)歷著技術(shù)創(chuàng)新的緊張時(shí)期。
成本結(jié)構(gòu)與適度效率折衷權(quán)衡
從系統(tǒng)角度來看，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是太陽能面板的陰影問題。陰影的變化、太陽能面板上的污垢和面板老化，都會(huì)對(duì)各個(gè)面板的電壓構(gòu)成影響，從而引起串聯(lián)面板的輸出電壓發(fā)生變化。微型逆變器是一個(gè)替代的解決方案，它能夠在面板級(jí)實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)，擁有超越中央逆變器的優(yōu)勢(shì)。MPPT能夠在每塊太陽能面板取得最佳功率點(diǎn)，而無需將太陽能陣列配置成串聯(lián)，可以最大限度地減少陰影問題。
然而，按照每瓦價(jià)格看，微型逆變器的成本仍然要比傳統(tǒng)解決方案高出很多。微型逆變器要成為主流解決方案，就必須對(duì)具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本結(jié)構(gòu)與適度的效率進(jìn)行折衷權(quán)衡，以解決PV陰影問題。
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緊跟逆變器市場(chǎng)，不斷演進(jìn)新興技術(shù)
從功率器件的角度來看，由于主要的光伏系統(tǒng)廠商擁有各自的光伏逆變應(yīng)用專利拓?fù)洌雽?dǎo)體供應(yīng)商必須開發(fā)專用的產(chǎn)品。因此，廠商需要緊跟太陽能逆變器市場(chǎng)不斷演進(jìn)的新興技術(shù)趨勢(shì)。例如，由于需要提高輸入電壓以獲得更高的效率，所以必須使用650V或以上MOSFET/IGBT。飛兆半導(dǎo)體最近發(fā)布了650V場(chǎng)截止Trench IGBT系列中的首款產(chǎn)品，并將會(huì)發(fā)布1200V FS Trench IGBT系列以及650V SuperFET II MOSFET系列(一種超級(jí)結(jié)技術(shù))，以便在今年提供可優(yōu)化太陽能逆變電源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
更高的擊穿電壓改善了寒冷環(huán)境溫度下的可靠性，隨著溫度的降低，IGBT和FRD阻斷電壓亦會(huì)下降，因而650V IGBT特別適合較冷氣候之下工作的太陽能光伏逆變器。仔細(xì)選擇IGBT和續(xù)流二極管是獲得最高效率的必要條件，650V IGBT提供了快速和軟恢復(fù)特性，能夠降低功率耗散，并減小開啟和關(guān)斷損耗。最近飛兆半導(dǎo)體推出650V場(chǎng)截止IGBT器件FGA40N65SMD、FGA60N65SMD。這些新推出的場(chǎng)截止IGBT技術(shù)能夠讓設(shè)計(jì)人員開發(fā)出具有更高輸入電壓的高可靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)。另外，650V IGBT具有大電流處理能力、正溫度系數(shù)、嚴(yán)格的參數(shù)分布，以及較寬的安全工作區(qū)等特點(diǎn)。
飛兆半導(dǎo)體高壓功率轉(zhuǎn)換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的高級(jí)技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理鄭相珉表示：“對(duì)于微型逆變器市場(chǎng)，飛兆半導(dǎo)體正在開展客戶設(shè)計(jì)采用活動(dòng)，期望使用PowerTrench中等電壓MOSFET和超級(jí)結(jié)(Super Junction)MOSFET來贏得市場(chǎng)地位。”
2012年下半年，飛兆半導(dǎo)體計(jì)劃通過推廣即將發(fā)布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場(chǎng)截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來增加市場(chǎng)份額。
太陽能逆變器模塊化解決方案成主流
根據(jù)主要研究機(jī)構(gòu)得出的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，五年內(nèi)，超過80%的太陽能逆變器市場(chǎng)將被模塊解決方案占據(jù)。另外，要擴(kuò)大10kW以上市場(chǎng)份額，就必須使用IGBT/SPM模塊。因此，飛兆半導(dǎo)體將通過開發(fā)功率集成模塊(PIM)、SiC BJT和SiC二極管來提高市場(chǎng)占有率。并通過擴(kuò)大產(chǎn)品組合，提高在現(xiàn)有用戶中的目標(biāo)市場(chǎng)容量(SAM)，利用當(dāng)前在分立業(yè)務(wù)領(lǐng)域的市場(chǎng)地位來獲取市場(chǎng)份額。鄭相珉透露：“飛兆半導(dǎo)體的目標(biāo)是成為高效率解決方案供應(yīng)商，通過場(chǎng)截止IGBT、超級(jí)結(jié)MOSFET、SiC BJT、SiC二極管和大功率模塊(PIM)來保持飛兆半導(dǎo)體的市場(chǎng)地位。”
在可再生能源方面，飛兆半導(dǎo)體通過面向下一代電源系統(tǒng)的需求而專門設(shè)計(jì)和制造的元件組合來實(shí)現(xiàn)高效解決方案。飛兆半導(dǎo)體將精深的專有工藝技術(shù)與創(chuàng)新的拓?fù)湎嘟Y(jié)合，帶來了應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的完整的解決方案，以合理的成本提供高性能、高效率和出色的可靠性。針對(duì)可再生能源的構(gòu)建模塊系列包括：
• 具有大電流處理能力和低傳導(dǎo)損耗與開關(guān)損耗的IGBT和MOSFET
• 具有寬工作電壓范圍和高共模瞬態(tài)抑制的光隔離柵極驅(qū)動(dòng)器
• 具有出色的抗噪能力、高dv/dt和低功耗的高電壓柵極驅(qū)動(dòng)器
未來光伏逆變器的新要求
在未來一年里，光伏逆變器需求市場(chǎng)將提出哪些新的要求？飛兆半導(dǎo)體高壓功率轉(zhuǎn)換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的系統(tǒng)/應(yīng)用工程經(jīng)理梁圣模提到：“由于太陽能逆變器設(shè)計(jì)人員正在考慮提高逆變器的輸入電壓范圍，以改善功率轉(zhuǎn)換效率，650V IGBT和 MOSFET等具有更高擊穿電壓的器件正越來越多地受到關(guān)注，用于提高系統(tǒng)可靠性。” 今年下半年，飛兆半導(dǎo)體計(jì)劃通過推廣即將發(fā)布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場(chǎng)截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來滿足此這一市場(chǎng)新需求。
同時(shí)可以清楚地看出，在這個(gè)由性能推動(dòng)的市場(chǎng)中，寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體會(huì)成為提升高端太陽能逆變器系統(tǒng)效率的新動(dòng)力。因此，作為主要的市場(chǎng)推動(dòng)力量，SiC二極管和開關(guān)的采用速度將會(huì)越來越快。例如：全SiC逆變器(二極管和開關(guān))的優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)頻率可以比SiC IGBT高2至3倍，并且有可能將逆變器的尺寸減小一半。此外，大多數(shù)600V SiC二極管將轉(zhuǎn)向價(jià)格較低的GaN二極管，在未來十年中，GaN二極管也會(huì)主導(dǎo)900V SiC二極管市場(chǎng)。
