為應對氣候變化、解決環(huán)境保護與經濟發(fā)展的矛盾，我國提出碳達峰、碳中和“3060”的目標。“雙碳”戰(zhàn)略的推進為各行各業(yè)注入了新的活力，不斷改變著行業(yè)的競爭格局，也催生了
新能源汽車、光伏、風電、儲能等一批新型產業(yè)的興起。
相關數(shù)據(jù)顯示，我國新能源汽車累計銷量從2012年底的2萬輛，大幅攀升到今年5月底的1108萬輛。自2015年起，產銷量連續(xù)7年位居世界第一。在新能源發(fā)電領域，分析機構Wood Mac預計至2025年全球光伏和風電裝機量有望分別達到146GW和86GW。作為功率器件應用的重要下游，全球新能源滲透率的快速提升有望持續(xù)帶動功率器件下游需求，全行業(yè)景氣度有望維持高位。
IGBT等功率器件作為光伏逆變器、風電變流器及儲能變流器的核心半導體部件，對電流起到整流、逆變等作用，以實現(xiàn)新能源發(fā)電的交流并網、儲能電池的充放電等功能。因此IGBT等功率器件將充分受益于綠電及儲能的高速發(fā)展。根據(jù)相關機構測算，全球風電、光伏及儲能對IGBT的需求價值量將由2021年的86.7億元增長至2025年的182.50億元，CAGR高達20.45%。
在碳中和背景下，以光伏、風電、儲能為代表的新能源產業(yè)已顯現(xiàn)出長遠的發(fā)展價值，而
電力轉換是新能源的核心技術，隨著碳化硅等新一代電力電子器件的出現(xiàn)，勢必會改變新能源行業(yè)的發(fā)展格局。
8月，PCIM ASIA 2022即將在上海舉辦，《變頻器世界》從本期開始，將與PCIM ASIA合作，共同打造全新的《電力電子專欄》。本期我們特邀請業(yè)內企業(yè)、專家、工程師圍繞“面對新興產業(yè)的發(fā)展和新興領域的應用需求，電力電子將做出哪些改變，以更好地滿足行業(yè)需求和促進電力電子技術的發(fā)展。”話題進行廣泛參與討論。
Q1
隨著光伏補貼的取消，光伏產業(yè)降成本將成為一個重要的話題，對于功率半導體廠商，您認為光伏產業(yè)降本增效應該從哪些方面出發(fā)？
陳子穎
英飛凌科技工業(yè)功率控制事業(yè)部市場總監(jiān)
海上有豐富的風力資源，一般需要更大功率的風電機組，這對功率半導體的功率密度有更高的要求。海上風力發(fā)電機設計必須提供最大化的可用性，幫助保持電網的穩(wěn)定性，所以同時需要更高的可靠性和壽命。
目前風電變流器的主流功率平臺是PrimePACK? 3和EconoDUAL? 3 IGBT模塊，在今年的PCIM展會上英飛凌將展出采用IGBT5.xt互聯(lián)技術的1800A/1700V PrimePACK? 3+模塊和EconoDUAL? 3 900A/750A配增強型二極管，1700V IGBT7。
采用IGBT5.xt的1700V PrimePACK?是未來幾年內風電市場的領先產品，可提供出色的功率循壞能力，從而延長使用壽命。PrimePACK? 3+是種先進的功率模塊封裝，非常適合風能應用。封裝更適應嚴酷的環(huán)境，可實現(xiàn)高載流能力，產品的功率密度提高幅度高達25％，使用壽命增長10倍。
EconoDUAL? 3有著不俗的溫度周次能力，能夠承受大的負載變化造成的封裝機械應力，一直是風力發(fā)電，光伏發(fā)電和商用電動車等的首選。采用微溝槽技術的IGBT7，EconoDUAL? 3 best-in-class可以做到900A，標稱電流比IGBT4的600A大了50%，這樣大大提高的功率密度。750A配增強型二極管更是為風電應用定制而生。
小田切 亨
富士電機（中國）有限公司副總經理、半導體營業(yè)本部 本部長
隨著光伏各種補貼的取消，光伏行業(yè)成本上的競爭變得越來越激烈。目前逆變器成本已經被壓縮到了一個非常低的空間，進一步的大幅降低成本是比較困難的。除了成本的抑制以外，進一步提升效率、提高系統(tǒng)可靠性也需要重點考慮。
從功率半導體器件的視點看，我認為可以從以下幾個方面去考慮。
1. 使用更新一代的功率半導體器件來提升系統(tǒng)整體效率。例如富士最新的X系列IGBT模塊的損耗大約較上一代模塊可以降低10%左右。
2. 根據(jù)光伏的動作特點，例如開關速度快慢，電流能力高低的需求，靈活配置各IGBT和FWD芯片，例如使用高速和低速（低導通壓降）的芯片的混合配置，或者IGBT和FWD非1：1的電流配置等。
3. 對于1500V系統(tǒng)，使用2.xkV等級耐壓的器件搭建兩電平結構替代NPC（中點鉗位）三電平拓撲以減少模塊數(shù)量和逆變器體積。
4. 在原有的封裝基礎上，通過RC-IGBT、SiC等先進器件，進一步擴大電流等級，使得同樣的機型尺寸可以輸出更大的電流，實現(xiàn)更高功率密度。
賈鵬
安森美(onsemi)全球方案中心應用市場工程師
功率器件在光伏(PV)產業(yè)的主要表現(xiàn)形式是光伏逆變器中的逆變單元，隨著功率半導體產品的不斷發(fā)展，擁有更大耐壓的功率器件被大量采用在光伏逆變器中，這使得我們可以提高母線電壓，同樣也意味著相同功率下更小的電流，從而減小PV面板到逆變器中輸電電纜的尺寸，降低布線成本。其次，一般功率器件在光伏逆變器的成本占比只有約10%-15%，而無源器件和安裝運輸成本可能占到40%-50%。采用更高效的電路拓撲結構，或更高效的半導體材料，如碳化硅(SiC)，可以讓逆變器高頻運行，并且不犧牲散熱能力，從而減少無源器件和散熱器尺寸和重量，降低安裝運輸成本。最后，由高效拓撲和材料帶來的，也是最直觀的收益，即系統(tǒng)能效的上升，大大提高了發(fā)電量和用戶收益。
胡少偉
南京芯長征科技有限公司市場部經理
從器件角度：功率器件早期主要使用歐美品牌，近兩年國產品牌強勢崛起，在清潔能源領域share了部分市場份額，國產品牌更具性價比優(yōu)勢。
從定制角度：國內品牌供應商，依據(jù)主流終端客戶的技術發(fā)展路線，從拓撲、封裝形式、器件規(guī)格等方面推出相應產品，降低系統(tǒng)成本。可靠性角度：產品可靠性關乎光伏企業(yè)的后期維護成本和品牌影響力，芯長征在產品可靠性方面做了大量布局(產業(yè)鏈、通用設備采購、定制設備開發(fā)、客戶特定需求轉化為可靠性的驗證的方案等等)，這些投入都是隱形的，但非常關鍵，也能為客戶減少售后成本。
王思亮
成都森未科技有限公司COO
逆變是光伏產業(yè)中的關鍵環(huán)節(jié)，而光伏逆變器中的核心器件是IGBT等功率半導體器件。器件本身的性能和損耗很大程度上決定了轉換效率和系統(tǒng)成本。因此，從IGBT等功率半導體方面考慮，提高器件的電流密度和開關頻率，同時降低器件的開關損耗，能夠同時達到降本增效的目的。
Doug Bailey
Power Integrations市場營銷副總裁
光伏(PV)市場已經面臨較高的成本壓力，補貼的降低很可能會引起進一步的整合。因此，系統(tǒng)層面的成本節(jié)約將是必需的。Power Integrations正在研究兩種方法：提高系統(tǒng)效率和采用新技術。
即插即用型SCALE-iFlex? LT雙通道門極驅動器可將多個并聯(lián)EconoDUAL模塊的性能提高20%，使用戶可以從功率逆變器和變換器堆棧中節(jié)省每六個模塊中的一個。除了節(jié)省驅動器和模塊的成本外，這還降低了控制復雜性以及與模塊、接線、硬件和散熱有關的成本。
在部分應用中，從IGBT轉向SiC MOSFET可以實現(xiàn)顯著的性能提升，從而降低系統(tǒng)成本。Power Integrations的SCALE-iDriver?系列高效率單通道SiC MOSFET門極驅動器，可提供最大峰值輸出門極電流且無需外部推動級。這些器件經過設定后可支持不同的門極驅動電壓