導讀：由光伏產(chǎn)業(yè)引領的逆變器市場有望在2017年實現(xiàn)190億美元的市值，當多晶硅、組件廠商為微薄利潤拼得頭破血流之際,光伏逆變器廠商得益于終端市場的規(guī)模化安裝,逐漸進入高利潤增長時期。光伏逆變器作為光伏系統(tǒng)核心功率調節(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，關注它的廠商和用戶也越來越多。本站記者獨家采訪了飛兆半導體高壓功率轉換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的高級技術營銷經(jīng)理鄭相珉和系統(tǒng)/應用工程經(jīng)理梁圣模，讓你了解小小逆變器如何玩轉大光伏產(chǎn)業(yè)。
飛兆半導體高壓功率轉換、工業(yè)及汽車 飛兆半導體高壓功率轉換、工業(yè)及汽車
(PCIA)部門 高級技術營銷經(jīng)理鄭相珉 (PCIA)部門系統(tǒng)/應用工程經(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，市場競爭將會經(jīng)歷技術主導、成本主導等階段。目前行業(yè)正經(jīng)歷著技術創(chuàng)新的緊張時期。
成本結構與適度效率折衷權衡
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，都會對各個面板的電壓構成影響，從而引起串聯(lián)面板的輸出電壓發(fā)生變化。微型逆變器是一個替代的解決方案，它能夠在面板級實現(xiàn)最大功率點跟蹤(MPPT)，擁有超越中央逆變器的優(yōu)勢。MPPT能夠在每塊太陽能面板取得最佳功率點，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，就必須對具有競爭力的成本結構與適度的效率進行折衷權衡，以解決PV陰影問題。
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緊跟逆變器市場，不斷演進新興技術
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用專利拓撲，半導體供應商必須開發(fā)專用的產(chǎn)品。因此，廠商需要緊跟太陽能逆變器市場不斷演進的新興技術趨勢。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。飛兆半導體最近發(fā)布了650V場截止Trench IGBT系列中的首款產(chǎn)品，并將會發(fā)布1200V FS Trench IGBT系列以及650V SuperFET II MOSFET系列(一種超級結技術)，以便在今年提供可優(yōu)化太陽能逆變電源的系統(tǒng)設計。
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特性，能夠降低功率耗散，并減小開啟和關斷損耗。最近飛兆半導體推出650V場截止IGBT器件FGA40N65SMD、FGA60N65SMD。這些新推出的場截止IGBT技術能夠讓設計人員開發(fā)出具有更高輸入電壓的高可靠系統(tǒng)設計。另外，650V IGBT具有大電流處理能力、正溫度系數(shù)、嚴格的參數(shù)分布，以及較寬的安全工作區(qū)等特點。
飛兆半導體高壓功率轉換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的高級技術營銷經(jīng)理鄭相珉表示：“對于微型逆變器市場，飛兆半導體正在開展客戶設計采用活動，期望使用PowerTrench中等電壓MOSFET和超級結(Super Junction)MOSFET來贏得市場地位。”
2012年下半年，飛兆半導體計劃通過推廣即將發(fā)布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來增加市場份額。
太陽能逆變器模塊化解決方案成主流
根據(jù)主要研究機構得出的技術發(fā)展趨勢，五年內，超過80%的太陽能逆變器市場將被模塊解決方案占據(jù)。另外，要擴大10kW以上市場份額，就必須使用IGBT/SPM模塊。因此，飛兆半導體將通過開發(fā)功率集成模塊(PIM)、SiC BJT和SiC二極管來提高市場占有率。并通過擴大產(chǎn)品組合，提高在現(xiàn)有用戶中的目標市場容量(SAM)，利用當前在分立業(yè)務領域的市場地位來獲取市場份額。鄭相珉透露：“飛兆半導體的目標是成為高效率解決方案供應商，通過場截止IGBT、超級結MOSFET、SiC BJT、SiC二極管和大功率模塊(PIM)來保持飛兆半導體的市場地位。”
在可再生能源方面，飛兆半導體通過面向下一代電源系統(tǒng)的需求而專門設計和制造的元件組合來實現(xiàn)高效解決方案。飛兆半導體將精深的專有工藝技術與創(chuàng)新的拓撲相結合，帶來了應對設計挑戰(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。針對可再生能源的構建模塊系列包括：
• 具有大電流處理能力和低傳導損耗與開關損耗的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動器
• 具有出色的抗噪能力、高dv/dt和低功耗的高電壓柵極驅動器
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將提出哪些新的要求？飛兆半導體高壓功率轉換、工業(yè)及汽車(PCIA)部門的系統(tǒng)/應用工程經(jīng)理梁圣模提到：“由于太陽能逆變器設計人員正在考慮提高逆變器的輸入電壓范圍，以改善功率轉換效率，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注，用于提高系統(tǒng)可靠性。” 今年下半年，飛兆半導體計劃通過推廣即將發(fā)布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來滿足此這一市場新需求。
同時可以清楚地看出，在這個由性能推動的市場中，寬帶隙(WBG)半導體會成為提升高端太陽能逆變器系統(tǒng)效率的新動力。因此，作為主要的市場推動力量，SiC二極管和開關的采用速度將會越來越快。例如：全SiC逆變器(二極管和開關)的優(yōu)點是開關頻率可以比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二極管將轉向價格較低的GaN二極管，在未來十年中，GaN二極管也會主導900V SiC二極管市場。
