安信证券：光伏发电驱动功率半导体需求 SiC器件渗透率有望持续提升
时间：2022-04-13作者：佚名
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国内厂商作为全球光伏逆变器行业领军者，为碳化硅器件本土化提供便利条件。近年来，光伏逆变器市场格局发生巨大变化，国内逆变器厂商从追随者转变为领军者。根据伍德麦肯兹数据，2020 年在全球逆变器出货排名前十中，有六家来自中国的供应商，分别是华为、阳光电源、古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气和固德威。华为逆变器出货量占全球的23%，位列第一；阳光电源的出货量占全球的19%，位列第二。
据Wood Mackenzie数据，华为和阳光电源均已累计出货超过100GW，逐渐走向领军地位。碳化硅功率器件是光伏逆变器中的关键部件，价值量占比较高，国内光伏逆变器市场的发展将带来碳化硅器件需求增长。采用碳化硅方案可有效提高光伏逆变器转换效率、提升功率密度、减少重量和体积。
碳化硅光电性能优越，SiC的带隙宽度大约是硅的3 倍，其导热率为硅的3.3 倍，宽禁带使得其可在高温环境下稳定运行，较高的导热系数意味着碳化硅的器件可以缩小冷却结构，减小系统重量和体积，如碳化硅二极管在开通过程中可基本实现零正向恢复电压，在关断过程中没有过剩载流子复合过程，可以减小逆变器恢复损耗、提高开关效率。
根据产业调研，采用碳化硅方案的光伏逆变器，整体系统效率可提升1%-2%左右，能量损耗降低50%以上，体积和重量减少40%-60%左右，大幅降低系统度电成本及安装维护成本。现阶段主要采用硅基IGBT 碳化硅SBD方案，碳化硅成本下降空间大，未来5年有望在光伏领域渗透率加速提升。
碳化硅MOS方案能够明显提升发电效率，但由于目前碳化硅模块价格仍为硅基IGBT的3-4倍，成本高昂，现阶段业内多采用硅基IGBT 碳化硅SBD混合方案，以SiC SBD替换FRD来降低恢复损耗、提高电源效率。根据各光伏逆变器龙头公司官网，国际大厂纷纷布局碳化硅方案，如英飞凌、安森美、富士电机等国际大厂已经实现了规模化应用，国内阳光电源也在2014年推出第一款采用SiC MOSFET器件的光伏逆变器，并于2017年规模化应用。
随着碳化硅生产技术的成熟，碳化硅成本将进一步下降，采用碳化硅方案提升转换效率所创造的价值将抵消碳化硅成本，提高碳化硅在光伏领域的渗透率。据产业调研，随着碳化硅成本的下降，2025年SiC在光伏逆变器领域的渗透率有望达30%-50%，预计其在光伏及储能领域有近七十亿级别市场，前景广阔。 |
