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国内半导体公司起飞的储能轨道意味着什么?
日期:2023-08-02   [复制链接]
责任编辑:sy_huamengqi 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
储能市场被视为下一个万亿投资机会的出路。

截至2022年底,全国新型储能项目装机规模已达870万千瓦,平均储能时间约为2.1小时,比2021年底增长110%以上。截至2022年底,山东155万千瓦、宁夏90万千瓦、广东71万千瓦、湖南63万千瓦、内蒙古59万千瓦。

今年上半年,工商储能产业链企业融资金额超过30亿元,企业布局200多家。半导体企业是整个储能产业链中不可或缺的一部分。

国内半导体公司起飞的储能轨道意味着什么?

01

功率半导体制造商“储能饭”

储能系统由两个主要部分组成。功率转换系统 (PCS)以及电池管理系统 (BMS)。

功率转换系统 (PCS)可进行交流/直流和直流/交流转换,电能进入电池,充电电池,或将电池储存的能量转换为交流电并输回电网。合适的电力设备解决方案取决于支持的电压和功率流。

功率转换系统需要大量的功率半导体。逆变器或变流器(增加整流电路)是风景储存中实现交直流转换的核心装置。通过对阳光电源、固德威、金浪科技等知名逆变器企业的统计分析,结构件占成本的23%,IGBT、MOS占成本的20%,磁性元器件占成本的17%,芯片集成电路占成本的10%,其中IGBT在逆变器中、芯片集成电路、电容、传感器、PCB板等产品均属于半导体领域。半导体设备占逆变器成本的46%,是主要组成部分。

目前逆变器主要使用的功率器件包括 IGBT 模块、IGBT 单管、SiC MOSFET、硅基 MOSFET 等等。一般使用大功率逆变器 IGBT 模块、SiC 模块;可用于中大功率逆变器 IGBT 以及模块或单管 SiC MOSFET 等分立方案;在小功率逆变器中,分立功率器件方案占主流。

特别是IGBT兼有 MOSFET 高输入阻抗和 GTR 与光伏逆变器相比,低导压降具有通态电流大、耐压高、电压驱动等优点 MOSFET 具有较大的优势,已逐渐被取代 MOSFET 作为光伏逆变器的核心设备。目前,光伏储能发展迅速,需求旺盛,IGBT市场整体缺货。据国信证券估计,2022-2025年全球IGBT市场将从625亿元增长到 1070 1亿元,对应复合增长率 14.2%;新能源发电IGBT市场对应250.3亿元,占总体的23.4%,仅次于新能源汽车市场和工业IGBT市场。

国内动力半导体制造商在相关产品方面也取得了进展。斯达半导体已成为世界十大光伏储能企业的战略合作伙伴;时代电气公司赢得了三峡集团第一批IGBT氢生产电源订单,完成了储能产品的开发和认证。

02

芯片在电池管理系统中的机会


电池管理系统 (BMS)它具有电池充电、平衡和健康监测功能,并配备了负责系统控制和通信的微处理器。该系统提供的基本元件可以控制储能系统 (ESS) 集成到更大的系统中。该系统包括采样芯片、电量计、保护芯片、充电管理芯片、平衡芯片和认证芯片,需要相互通信。

BMS行业也经历过“缺芯”难题,TI、STMCU缺货涨价也导致储能厂商交货期延长。

AFE芯片是BMS中的一个关键芯片。AFE芯片(模拟前端采集保护芯片)主要负责实时采集、处理和存储电池组运行过程中的重要信息,与控制器等外部设备交换信息,解决锂电池系统安全、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。AFEE通常需要AFE、ADC、芯片,如MCU和数字隔离器。AFE主要用于收集电池电压等信息,然后通过ADC转换为相应的值,然后移交MCU进行计算,而数字隔离器主要用于避免控制系统低压电路在电场中的潜在高压损坏。

就像其他模拟芯片一样,这条轨道主要由国外大型制造商占据。采集器中的关键芯片AFE基本上被美信等大型外国制造商垄断ADI、TI、ST、NXP等。近年来,以中英、集澈、奇力、华润为代表的国产BMS AFE芯片逐渐进入视线。宁德时代、比亚迪、中创新航、亿纬锂能、国轩高科技、新旺达等国内市场已经发展出了一些电池组厂商。这意味着国内市场有相当大的潜力,只要产品性能得到满足,未来就会有机会。

BMS相关芯片的问题类似于国内其他类型芯片替代的困难。目前,各种芯片实际上都可以实现国内替代,但海外制造商的产品已经经过了长期的市场验证,但国内芯片在应用条件下,有很多数据没有得到验证,没有人敢把自己的产品当作老鼠。

虽然国内自主研发的BMS芯片实现了大规模生产,但整体市场渗透率仍然较低,应用场景覆盖面相对狭窄,更多地应用于智能手机,新能源汽车和储能BMS领域的覆盖需要一段时间的下游应用。

国内BMS使用的芯片也基本依赖进口,国产化率不到10%。主要原因是国产BMS芯片缺乏市场验证。然而,国内储能制造商也表示,他们非常重视供应安全。虽然短期内不会大面积使用国产芯片,但他们也在规划BMS产品的完全本地化。

BMS系统中的其他芯片也有广阔的增长空间,比如根据财通证券的计算,2021 年度世界主要下游领域 BMIC 达到市场规模 42.54 预计将达到1亿美元 2026 年增长至 80.31 亿美元,2021-2026 年 CAGR达到13.55%。

03

国产半导体竞争布局


国家发改委、国家能源局印发《“十四五”到2025年,新型储能从商业化初期进入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件,进一步明确发展目标,细化重点任务。

同时,提出了2030年前碳达峰行动计划 2025 年,新型储能装机容量达到30GW 以上;到 2030 年,抽水蓄能电站装机容量达到 120GW 与目前的总装机相比,左右分别增长 10 倍和 4 倍以上。近日,国家电网提出了未来十年公司经营区内储能建设计划,2030年 年,抽水蓄能和新型储能装机将分别实现 100GW,投资超过万亿元。“十四五”和“十五五”在此期间,南方电网将分别在公司经营区投产 5GW 和 15GW 抽水蓄能,分别投产 20GW 新型储能。据统计,2021 2000年,仅锂电池产业链(尤其是锂电池中上游)的投资计划就超过了 1.2 万亿。

在各省新能源强制配储政策下,我国风光装机规模的大幅增加直接推动了表前大规模储存。目前,我国已有20多个省份提出新能源配储要求,风光装机量增加,配储比例和配储时间增加。预计2023年国内表前大型储存需求同比增长126%至27.9GWh。随着各省峰谷价差的扩大,表后工商储能有望获得更高的经济性。

国内半导体公司起飞的储能轨道意味着什么?

在政策的推动下,国内半导体公司已经开始布局。

新杰能透露,2022年公司子公司金兰半导体第一条IGBT模块包装测试生产线已基本完成。在IGBT领域,石兰微产品线已从IPM模块扩展到汽车级IGBT模块和单管。宏伟科技计划发行4.3亿元的可转换公司债券,用于汽车级功率半导体分离器件的生产和研发项目(一期)。

通过并购,扬杰科技增加了产能。杨杰科技2月披露,计划以2.94亿元的底价转让楚微半导体30%的股权,以实现其控股,从而布局8英寸功率半导体芯片生产线,满足市场MOSFET需求、对IGBT等高端产品的需求日益增长。纳芯微还在2022年中报中指出:“受益于下游光伏逆变器、储能等新能源市场的快速发展,公司迎来了新的增长点。”

04

ALLL市场的快速增长 IN吗?

全球储能融资交易持续增长。根据Pitchbook数据库,2021年全球储能融资金额同比增长30%,2022年延续之前的高增长,全球储能融资63亿美元,同比增长94%。中国、美国和欧洲是全球储能融资交易的主体。自2020年以来,三国(地区)储能融资交易约占全球90%。

不同于欧美国家更依赖市场驱动,中国储能产业的高繁荣主要由政策驱动。为鼓励可再生能源发电企业市场化参与峰值调整资源建设,国家能源局于2021年8月发布文件,建议在电网企业安全并网以外的规模初期,按15%的电力挂钩比例建立峰值调整能力,按20%以上挂钩比例建立峰值调整能力。

在政策加持和蓬勃发展的表象下,储能市场并不完全乐观。储能领域的参与者正在谈论内卷和压力。一方面,储能市场有很多参与者,另一方面,储能领域的前端技术无法突破。每个制造商只能使用更多的工具来解决锂的爆炸特性,导致价格上涨。与此同时,密集扩产潮下的产能过剩似乎就在眼前。从这个角度来看,储能轨道对半导体公司的高增长有待商榷。

在风口之上,还是要冷静下来。在国内储能厂商自身生活不好的情况下,国内芯片厂商应该投入多少精力和资源,好好想想。

原标题:国内半导体公司起飞的储能轨道意味着什么?
 
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来源:半导体产业纵横
 
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