Avec le développement du stockage et de la recharge intégrés de la lumière, comment la demande du marché en diodes a-t-elle évolué ?

1, motivé par la demande principale de diodes dans les systèmes de chargement de stockage optique
Le cœur de l’intégration photovoltaïque, du stockage d’énergie et de la recharge réside dans la réalisation d’une collaboration efficace entre les modules photovoltaïques, de stockage d’énergie et de recharge. Son architecture technique met en avant trois exigences fondamentales pour les diodes :

Rectification et conversion d’énergie efficaces
En tant que centre de conversion d'énergie du système, les onduleurs photovoltaïques doivent convertir le courant continu en courant alternatif via des diodes de redressement et le connecter au réseau. En prenant comme exemple l'onduleur string de 125 kW de Sunshine Power, il utilise des modules IGBT 6 1200 V/600 A en interne, chaque module contenant 4 puces IGBT et 2 diodes à récupération rapide (FRD), avec une consommation de diodes par appareil unique de 12. Avec l'expansion de la capacité installée photovoltaïque, la taille du marché des diodes pour onduleurs photovoltaïques en Chine devrait atteindre 4,5 milliards de yuans d'ici 2025, avec une demande annuelle. de plus de 270 millions de pièces.
Commutateur haute fréquence et caractéristiques de faible perte
Le convertisseur DC/DC bidirectionnel des systèmes de stockage d'énergie s'appuie sur des diodes en carbure de silicium (SiC) pour réaliser une commutation haute-fréquence et réduire les pertes de conduction. Le système de stockage d'énergie Tesla Megapack adopte une combinaison de MOSFET SiC et de diode Schottky, qui améliore l'efficacité de 3 % et la densité énergétique de 40 % par rapport aux solutions traditionnelles à base de silicium-. Selon les prévisions de Yole Développement, la taille du marché mondial des diodes SiC atteindra 3 milliards de dollars d'ici 2025, le secteur du stockage optique représentant plus de 35 %.
Haute fiabilité et adaptabilité aux environnements extrêmes
Les diodes de qualité automobile doivent répondre à la norme AEC-Q101 et maintenir des performances stables dans la plage de températures allant de -40 degrés à 150 degrés. La pile de charge intégrée pour le stockage et la charge de la lumière lancée par Huawei Digital Energy est dotée d'une diode TVS interne qui peut résister à un courant de surtension de 30 kA sous une forme d'onde de 8/20 μ s, garantissant la fiabilité du système dans des conditions de travail extrêmes telles que la foudre. La taille du marché mondial des diodes de qualité automobile devrait dépasser 8 milliards de yuans d'ici 2025, la Chine représentant 47 %.
2, La tendance à l’évolution structurée de la demande du marché
Expansion diversifiée des scénarios d’application
Système de stockage et de chargement optique distribué : les scénarios domestiques et commerciaux représentent plus de 60 %, ce qui stimule la demande de diodes de miniaturisation et de montage en surface. Par exemple, un projet de recharge photovoltaïque dans un parc industriel de Shenzhen utilise des diodes Schottky en boîtier DFN5 × 6, qui réduisent le volume de 60 % par rapport au boîtier DO-214AB traditionnel et augmentent la densité de puissance de trois fois.
Centrale photovoltaïque centralisée : les grandes centrales électriques au sol ont connu une augmentation de la demande de diodes SiC 1 700 V, qui ont une résistance à la tension augmentée de 42 % par rapport aux produits à base de silicium-1 200 V et conviennent au côté CC haute-tension.
Applications environnementales particulières : le projet de stockage d'énergie éolienne et solaire offshore a stimulé le développement de diodes-résistantes à la corrosion. L'appareil, qui utilise un processus de nickelage à trois-couches, a une durée de vie au brouillard salin de 2 000 heures, soit 5 fois plus longue que les produits ordinaires.
Accélération des itérations de la feuille de route technologique
Pénétration des semi-conducteurs de troisième génération : d'ici 2025, le taux de pénétration des diodes SiC dans le domaine du stockage optique atteindra 28 %, avec une surface unitaire de résistance représentant seulement 1/200 de celle des matériaux à base de silicium-, favorisant ainsi une efficacité du système supérieure à 98 %.
Tendance d'intégration : la technologie de réseau de photodiodes intégrées à puce unique-est mature, avec une densité de pixels de 10 000/cm², appliquée aux contrôleurs photovoltaïques de suivi du point de puissance maximale (MPPT), réduisant ainsi le nombre de composants au niveau du système de 30 %.
Mise à niveau intelligente : la diode avec fonction de compensation de température peut ajuster automatiquement les paramètres de fonctionnement et maintenir une efficacité quantique stable dans la plage de température de -40 degrés à +85 degrés, adaptée aux projets de stockage optique à haute latitude.
Différenciation régionale significative du marché
Région du delta du fleuve Yangtze : s'appuyant sur une chaîne industrielle complète de semi-conducteurs, la capacité de production de diodes représentera 42 % du total du pays d'ici 2025, avec un accent sur le développement de produits de qualité automobile et SiC haut de gamme-.
Région de Chengdu Chongqing : Grâce à l'avantage des prix bas de l'électricité, elle attire le rassemblement de capacités de production d'onduleurs photovoltaïques, et la demande de diodes concerne principalement les dispositifs redresseurs moyenne et basse tension, avec une sensibilité élevée aux prix.
Région du Nord-Ouest : la construction de-centrales photovoltaïques à grande échelle stimule la demande de diodes haute tension-de 1 700 V. La taille du marché de cette catégorie devrait atteindre 1,8 milliard de yuans d'ici 2025, avec un taux de croissance annuel composé de 35 %.
3, Défis de l’industrie et stratégies de réponse
Risques liés à la sécurité de la chaîne d’approvisionnement
Défi : Les plaquettes de silicium haut de gamme et les matériaux semi-conducteurs composés dépendent toujours des importations, avec un taux de dépendance aux importations de 25 % d'ici 2025.
Réponse : Yangjie Technology et d'autres sociétés devraient parvenir à une substitution nationale et réduire leurs coûts de 40 % d'ici 2026 grâce à l'intégration verticale de lignes de production de substrats SiC de 8 pouces.
Fragmentation des normes techniques
Défi : L'absence d'une norme d'interface unifiée pour les systèmes de chargement de stockage optique a accru la complexité de la sélection des diodes.
Réponse : Huawei prend l'initiative de formuler la « Spécification d'interopérabilité pour les équipements de stockage et de chargement optiques intégrés », unifiant les paramètres électriques et les protocoles de communication pour réduire les coûts de développement personnalisés.
Équilibrer efficacité énergétique et coût
Défi : Le prix des diodes SiC est 3-5 fois supérieur à celui des produits à base de silicium-, ce qui limite leur application à grande échelle.
Réponse : Silan Microelectronics a lancé une solution de conditionnement hybride pour remplacer partiellement les dispositifs SiC dans les onduleurs, entraînant une réduction de 15 % des coûts globaux du système et une perte d'efficacité de seulement 1 %.