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IGBT——逆变器核心元器件,国产替代化何时实现?

日期:2023-03-13    来源:SMM光伏视界  作者:王雯绮

国际太阳能光伏网

2023
03/13
14:20
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关键词: 光伏逆变器 IGBT IGBT价格

目前IGBT产能整体都比较紧张,在国产化替代上,光伏逆变器中所使用的IGBT一直比较偏爱进口,其中IGBT模块更加依赖进口,海外供应企业以英飞凌为主,对于国产IGBT模块更持有观望和等待验证的心态,但随着2023年下半年需求增量的起速,国产替代仍有空间...

一、IGBT概述

IGBT又称绝缘栅双极性晶体管,是由MOSFET(绝缘型场效应管)组成的复合型全控电压驱动式功率半导体器件。

其担当的角色是可实现电路控制与电能转化,在电路中作为电路开关,通过开关控制改变电压,进行变频、整流、变压、功率控制等。

IGBT适用于中、大功率应用的电力电子器件,是光伏逆变器中影响其性能的核心元器件。

IGBT根据封装形式不同可分为单管、模块与IPM模块,在光伏逆变器中主要使用IGBT单管与IGBT模块。

二、关于不同场景下IGBT的选择

对于面向户用的光伏逆变器,20kw及以下功率机型,主要使用IGBT单管。

对小功率机型而言,其需求是噪声更小、体积更小,因为需要自然散热,所以散热要求更高。

对于小型工商业用、大型工商业用及大型电站用的光伏逆变器,主要是用IGBT模块。

工商业组串式逆变器所使用的的IGBT模块现在更倾向用定制化,不同应用场景下电压、电阻、功率的不同对于所需要的IGBT产品规格也不同,存在参数冗余的情况会导致成本提升,因此定制化是为了降低成本。

三、作为光伏逆变器的核心元器件,IGBT的价格变化以及供给情况一直影响着光伏逆变器

从价格来看,功率器件越高端,产品平均单价越高,但是各家半导体企业之间的定价相差不大,差距在5%-10%之间。

20kw以下小功率机型产品中半导体器件成本占比较高,可达20%以上,20kw-100kw机型中半导体器件成本占比15%-20%,100kw及以上机型中半导体器件成本占比10%-15%。

据SMM了解,2022年上半年海外IGBT出现了涨价,叠加2022年IGBT的供应紧缺,使国内逆变器厂商在2022年中旬普遍进行了提价。

从供给来看:

目前IGBT产能整体都比较紧张,现在半导体企业的产能重心已经开始往光伏和新能源汽车用转移,并且各企业都有加速扩产的计划。

逆变器一线企业在获悉半导体公司的产能和排产计划后,一般直接和半导体公司签订一年期合同锁定需要的量,锁定的情况下会正常进行交付,二三线企业能够获得的IGBT数量相比之下较少。

在国产化替代上:

光伏逆变器中所使用的IGBT一直比较偏爱进口,其中IGBT模块更加依赖进口,海外供应企业以英飞凌为主。

据SMM了解,IGBT单管在2023年将加速实现全面国产化替代,国内的IGBT也主要用在小功率逆变器上,一方面是各逆变器企业有降本的需求,另一方面是国内半导体企业在IGBT单管方面产能释放充足且单价也在降低。

目前,斯达半导、士兰微、宏微是一线逆变器企业的一供,新洁能在测试数据验证通过后也开始进行供应。

IGBT模块方面,逆变器企业还是首选英飞凌,对于国产IGBT模块更持有观望和等待验证的心态,各企业表示今年还无法实现大规模国产化替代,因为需要考虑稳定性、可靠性、故障率、电学性能等问题,在大批量采购前需要进行多轮测试,耗时较长,替换成本高。

因此,IGBT模块的供给紧张也一直是导致大功率机型逆变器供给短缺的主要原因,但是逆变器企业表示,随着下半年需求起速,为保交付,也可能会加快考虑使用国产IGBT模块。

笔者预计IGBT供应需要等到2024年甚至2024H2才能全面缓解。


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