Le coût d'un système de stockage d'énergie est principalement constitué des batteries et des onduleurs. Ces deux éléments représentent 80 % du coût d'un système de stockage d'énergie électrochimique, dont 20 % pour l'onduleur. Le cristal bipolaire à grille isolante de l'IGBT est la matière première en amont de l'onduleur. Les performances de l'IGBT déterminent celles de l'onduleur, représentant 20 à 30 % de sa valeur.
Le rôle principal de l'IGBT dans le domaine du stockage d'énergie est le transformateur, la conversion de fréquence, la conversion d'intervolution, etc., qui est un dispositif indispensable dans les applications de stockage d'énergie.
Figure : Module IGBT
Les matières premières en amont des variables de stockage d'énergie comprennent les IGBT, la capacité, la résistance, la résistance électrique et les circuits imprimés. Parmi ces matières premières, les IGBT dépendent encore largement des importations. Un écart technologique subsiste entre les IGBT nationaux et les leaders mondiaux. Cependant, avec le développement rapide du secteur chinois du stockage d'énergie, le processus de domestication des IGBT devrait également s'accélérer.
Valeur de l'application de stockage d'énergie IGBT
Comparé au photovoltaïque, le stockage d'énergie par IGBT présente un intérêt relativement élevé. Ce type de stockage utilise davantage d'IGBT et de SIC, impliquant deux liaisons : DCDC et DCAC, et deux solutions : le stockage optique intégré et le système de stockage d'énergie séparé. Dans ce système, la quantité de semi-conducteurs de puissance est environ 1,5 fois supérieure à celle du photovoltaïque. Actuellement, le stockage optique peut représenter plus de 60 à 70 %, et le stockage séparé 30 %.
Figure : Module IGBT BYD
Les IGBT offrent une large gamme de couches d'application, ce qui les rend plus avantageux que les MOSFET dans les onduleurs de stockage d'énergie. Dans les projets concrets, les IGBT ont progressivement remplacé les MOSFET comme composant principal des onduleurs photovoltaïques et de la production d'énergie éolienne. Le développement rapide du secteur de la production d'énergie renouvelable deviendra un nouveau moteur pour l'industrie des IGBT.
L'IGBT est le dispositif central de la transformation et de la transmission de l'énergie
L'IGBT peut être entièrement compris comme un transistor qui contrôle le flux électronique bidirectionnel (multidirectionnel) avec contrôle de vanne.
L'IGBT est un semi-conducteur de puissance composite à commande de tension totale, composé d'une triode bipolaire BJT et d'un tube à effet de champ à grille isolante. Il présente deux avantages : la perte de charge.
Figure : Schéma de la structure du module IGBT
La fonction de commutation d'un IGBT consiste à former un canal en ajoutant une tension positive à la tension de grille afin de fournir le courant de base au transistor PNP pour piloter l'IGBT. Inversement, l'ajout de la tension de grille inverse élimine le canal, fait circuler le courant de base inverse et désactive l'IGBT. Le mode de pilotage d'un IGBT est fondamentalement le même que celui d'un MOSFET. Il ne nécessite de contrôler que le MOSFET monocanal du pôle d'entrée N, ce qui lui confère une impédance d'entrée élevée.
L'IGBT est le composant central de la transformation et de la transmission de l'énergie. Il est communément appelé « unité centrale » des appareils électroniques. En tant qu'industrie émergente stratégique nationale, il est largement utilisé dans les nouveaux équipements énergétiques et d'autres domaines.
L'IGBT présente de nombreux avantages, notamment une impédance d'entrée élevée, une faible puissance de commande, un circuit de commande simple, une vitesse de commutation rapide, un courant d'état important, une pression de dérivation réduite et de faibles pertes. Il présente donc des avantages absolus dans le contexte actuel du marché.
L'IGBT est ainsi devenu le composant le plus répandu sur le marché actuel des semi-conducteurs de puissance. Il est largement utilisé dans de nombreux domaines, tels que la production d'énergie renouvelable, les véhicules électriques et leurs bornes de recharge, les navires électrifiés, la transmission CC, le stockage d'énergie, le contrôle électrique industriel et les économies d'énergie.
Chiffre:Infineonmodule IGBT
Classification IGBT
Selon la structure différente du produit, l'IGBT a trois types : monotube, module IGBT et module d'alimentation intelligent IPM.
(Piles de charge) et autres domaines (principalement des produits modulaires actuellement commercialisés). Le module d'alimentation intelligent IPM est principalement utilisé dans les appareils électroménagers tels que les climatiseurs Inverter et les machines à laver à conversion de fréquence.
Selon la tension du scénario d'application, l'IGBT a des types tels que l'ultra-basse tension, la basse tension, la moyenne tension et la haute tension.
Parmi eux, l'IGBT utilisé par les véhicules à énergie nouvelle, le contrôle industriel et les appareils électroménagers est principalement à moyenne tension, tandis que le transport ferroviaire, la production d'énergie à énergie nouvelle et les réseaux intelligents ont des exigences de tension plus élevées, utilisant principalement l'IGBT haute tension.
Les IGBT se présentent principalement sous forme de modules. Les données IHS montrent que la proportion de modules et de tubes individuels est de 3:1. Le module est un produit semi-conducteur modulaire composé d'une puce IGBT et d'une puce à diode continue (FWD) via un pont de circuit personnalisé, et de cadres, substrats et substrats en plastique, etc.
Msituation du marché :
Les entreprises chinoises connaissent une croissance rapide et dépendent actuellement des importations.
En 2022, l'industrie chinoise des IGBT a produit 41 millions de transistors, avec une demande d'environ 156 millions et un taux d'autosuffisance de 26,3 %. Actuellement, le marché intérieur des IGBT est principalement occupé par des fabricants étrangers tels que Yingfei Ling, Mitsubishi Motor et Fuji Electric, Yingfei Ling en étant le plus important avec 15,9 %.
Le marché des modules IGBT CR3 a atteint 56,91 %, et la part totale des fabricants nationaux Star Director et CRRC était de 5,01 %. La part de marché des trois principaux fabricants mondiaux de dispositifs IGBT divisés a atteint 53,24 %. Les fabricants nationaux sont entrés dans le top 10 mondial des dispositifs IGBT avec une part de marché de 3,5 %.
Les IGBT se présentent principalement sous forme de modules. Les données IHS montrent que la proportion de modules et de tubes individuels est de 3:1. Le module est un produit semi-conducteur modulaire composé d'une puce IGBT et d'une puce à diode continue (FWD) via un pont de circuit personnalisé, et de cadres, substrats et substrats en plastique, etc.
Msituation du marché :
Les entreprises chinoises connaissent une croissance rapide et dépendent actuellement des importations.
En 2022, l'industrie chinoise des IGBT a produit 41 millions de transistors, avec une demande d'environ 156 millions et un taux d'autosuffisance de 26,3 %. Actuellement, le marché intérieur des IGBT est principalement occupé par des fabricants étrangers tels que Yingfei Ling, Mitsubishi Motor et Fuji Electric, Yingfei Ling en étant le plus important avec 15,9 %.
Le marché des modules IGBT CR3 a atteint 56,91 %, et la part totale des fabricants nationaux Star Director et CRRC était de 5,01 %. La part de marché des trois principaux fabricants mondiaux de dispositifs IGBT divisés a atteint 53,24 %. Les fabricants nationaux sont entrés dans le top 10 mondial des dispositifs IGBT avec une part de marché de 3,5 %.
Date de publication : 08/07/2023
