編者按:4月9日,索比光伏網(wǎng)報道了《53家芯片原廠發(fā)布漲價聲明》的新聞。很快,多家逆變器企業(yè)宣布上調(diào)分布式逆變器價格,一些從事光伏系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)紛紛與逆變器企業(yè)簽訂長單,爭取更多配額,確保產(chǎn)品供應(yīng)。
事實(shí)上,早在2018年4月,分布式光伏市場最火熱的時候,就有人提出,逆變器的核心技術(shù)和核心設(shè)備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內(nèi)電力電子技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)的差距較大,如果遭遇制裁,可能難以支撐。
三年時間過去,組件功率從270W提升至500W,轉(zhuǎn)換效率從16.5%提升至20.5%以上,設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程大幅加快,但在逆變器環(huán)節(jié),我們對海外供應(yīng)商的依賴與日俱增,面對芯片、IGBT供應(yīng)緊張的局面,只能高價搶購進(jìn)口產(chǎn)品,無法實(shí)現(xiàn)有效的國產(chǎn)化替代。
有技術(shù)專家向索比光伏網(wǎng)表示,我國IGBT模塊已經(jīng)具備替代能力,但一些廠商對產(chǎn)品不放心,不敢嘗試。“大電站業(yè)主可能對逆變器內(nèi)部元器件有明確要求,但分布式項(xiàng)目業(yè)主很少關(guān)注這一環(huán)節(jié),逆變器廠商只需要考慮自身需求和成本即可。”
以下是“弘揚(yáng)太陽能”公眾號于2018年4月28日發(fā)布的《假如美國制裁中國逆變器產(chǎn)業(yè)》一文,供讀者參考:
前幾天,美國制裁中興通訊,引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注,這是中興通訊有史以來最大的危機(jī),關(guān)系到中興公司7萬多員工和數(shù)十萬供應(yīng)商的命運(yùn)。有人也許會問,如果光伏行業(yè)被美國同樣制裁,會怎么樣,前幾天有人寫到組件及硅片,不怕美國制裁,實(shí)際上美歐一直在限制組件成品出口,但沒有什么成效,但如果美國限制芯片賣到中國,確實(shí)對組件影響不大,因?yàn)榻M件里面沒有芯片,組件制造的設(shè)備,現(xiàn)在也幾乎國產(chǎn)化了,所以組件不用擔(dān)心。
國產(chǎn)逆變器發(fā)展一路高歌,在東南亞、澳洲,非洲甚至歐洲份額逐年上升,在很多國家和地區(qū)已經(jīng)超過美歐和日本品牌。國產(chǎn)逆變器從產(chǎn)量上說,已經(jīng)是世界第一了。假如美國制裁中國逆變器行業(yè),對中國實(shí)施芯片、高端儀器設(shè)備和軟件制裁,那又會怎么樣呢?
光伏逆變器是電源產(chǎn)品,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計,主功率電路設(shè)計,控制系統(tǒng)設(shè)計,熱設(shè)計,電磁兼容設(shè)計,其技術(shù)含量取決于電力電子元器件和電力變換控制技術(shù),特別是半導(dǎo)體開關(guān)器件,以及微處理器。目前有一部分逆變器元件的確已經(jīng)擺脫進(jìn)口依賴,但核心元器件(主控芯片、IGBT模塊等)基本都還是國外的產(chǎn)品,高端的電容和傳感器等功能元件的研發(fā)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美日國家。盡管近年來國內(nèi)也涌現(xiàn)了許多的新產(chǎn)品、新技術(shù),但在核心元器件,軟件控制算法、以及設(shè)計應(yīng)用軟件上,與國際先進(jìn)水平差距還很大。逆變器要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,主要過程包括采購原材料,研發(fā)設(shè)計,加工生產(chǎn)。
1、元器件采購
微處理器是逆變器的大腦,主要負(fù)責(zé)逆變器的電路轉(zhuǎn)換計算,響應(yīng)和通信,目前逆變器主流的微處理器是DSP,ARM等,除了有一個華為海思芯片,別的都依賴于進(jìn)口,逆變器上的控制芯片90%以上是美國的TI、NS、歐洲的ST 這幾家。
逆變器的心臟,功率器件如MOSFET和IGBT,100%依賴進(jìn)口,從市場競爭格局來看,美國功率器件處于世界領(lǐng)先地位,擁有一批具有全球影響力的廠商,例如 Fairchild、Linear、IR、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等廠商。歐洲擁有 Infineon、ST和 NXP 三家全球半導(dǎo)體大廠,產(chǎn)品線齊全,無論是功率 IC 還是功率分離器件都具有領(lǐng)先實(shí)力。日本功率器件廠商主要有 富士Fuji,三菱Mitsubishi ,西門康semikron,東芝TOSHIBA 等,而中國大陸功率半導(dǎo)體市場占世界市場的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上,主要依賴進(jìn)口,基本被國外歐美、日本企業(yè)壟斷。
高端的電流傳感器,冷卻風(fēng)扇,光藕,驅(qū)動芯片,大部分也是進(jìn)口的,如驅(qū)動光耦美國的Fairchild,臺灣的瑞薩Renesas,電流傳感器 瑞士的LEM,德國的VAC等等。
2、研發(fā)設(shè)計
逆變器的靈魂是控制算法,電力電子軟件技術(shù)基本依賴于國外,主電路變換拓?fù)洌涢_關(guān)技術(shù),多電平結(jié)構(gòu),空間矢量調(diào)制等,我國幾乎沒有一個原創(chuàng)。并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù),如MPPT的跟蹤技術(shù),防孤島技術(shù),也基本上是借鑒國外的技術(shù)。
逆變器設(shè)計軟件,都是進(jìn)口的,
結(jié)構(gòu)設(shè)計主流的軟件是ProE,是美國的,
Solidworks也是美國的,
熱設(shè)計熱學(xué)仿真軟件主要有:Flotherm(英國),Icepak(美國),
電路設(shè)計軟件Altium Designer (Protel 99澳大利亞),
Pads(美國),
Cadence Orcad(美國)。
現(xiàn)在一款逆變器,從設(shè)計到試產(chǎn),大約半年左右,沒有不用仿真軟件設(shè)計,大約要用2-3年時間。
3,生產(chǎn)設(shè)備儀器
逆變器的生產(chǎn)線,要用到檢測儀器和電源,大部分是國產(chǎn)設(shè)備,但是也少不了進(jìn)口的高端設(shè)備,如示波器:泰克Tektronix(美國),可編程直流電源 :拓普康Topcon(日本),數(shù)據(jù)采集器:Agilent(美國)。功率分析儀 YOKOGWA(日本)。
綜上所述,逆變器的核心技術(shù)和核心設(shè)備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內(nèi)電力電子技術(shù),和國外先進(jìn)技術(shù)相比,差距不是一點(diǎn)點(diǎn),如果美國制裁中國逆變器產(chǎn)業(yè),估計堅(jiān)持不了多久。
事實(shí)上,早在2018年4月,分布式光伏市場最火熱的時候,就有人提出,逆變器的核心技術(shù)和核心設(shè)備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內(nèi)電力電子技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)的差距較大,如果遭遇制裁,可能難以支撐。
三年時間過去,組件功率從270W提升至500W,轉(zhuǎn)換效率從16.5%提升至20.5%以上,設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程大幅加快,但在逆變器環(huán)節(jié),我們對海外供應(yīng)商的依賴與日俱增,面對芯片、IGBT供應(yīng)緊張的局面,只能高價搶購進(jìn)口產(chǎn)品,無法實(shí)現(xiàn)有效的國產(chǎn)化替代。
有技術(shù)專家向索比光伏網(wǎng)表示,我國IGBT模塊已經(jīng)具備替代能力,但一些廠商對產(chǎn)品不放心,不敢嘗試。“大電站業(yè)主可能對逆變器內(nèi)部元器件有明確要求,但分布式項(xiàng)目業(yè)主很少關(guān)注這一環(huán)節(jié),逆變器廠商只需要考慮自身需求和成本即可。”
以下是“弘揚(yáng)太陽能”公眾號于2018年4月28日發(fā)布的《假如美國制裁中國逆變器產(chǎn)業(yè)》一文,供讀者參考:
前幾天,美國制裁中興通訊,引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注,這是中興通訊有史以來最大的危機(jī),關(guān)系到中興公司7萬多員工和數(shù)十萬供應(yīng)商的命運(yùn)。有人也許會問,如果光伏行業(yè)被美國同樣制裁,會怎么樣,前幾天有人寫到組件及硅片,不怕美國制裁,實(shí)際上美歐一直在限制組件成品出口,但沒有什么成效,但如果美國限制芯片賣到中國,確實(shí)對組件影響不大,因?yàn)榻M件里面沒有芯片,組件制造的設(shè)備,現(xiàn)在也幾乎國產(chǎn)化了,所以組件不用擔(dān)心。
國產(chǎn)逆變器發(fā)展一路高歌,在東南亞、澳洲,非洲甚至歐洲份額逐年上升,在很多國家和地區(qū)已經(jīng)超過美歐和日本品牌。國產(chǎn)逆變器從產(chǎn)量上說,已經(jīng)是世界第一了。假如美國制裁中國逆變器行業(yè),對中國實(shí)施芯片、高端儀器設(shè)備和軟件制裁,那又會怎么樣呢?
光伏逆變器是電源產(chǎn)品,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計,主功率電路設(shè)計,控制系統(tǒng)設(shè)計,熱設(shè)計,電磁兼容設(shè)計,其技術(shù)含量取決于電力電子元器件和電力變換控制技術(shù),特別是半導(dǎo)體開關(guān)器件,以及微處理器。目前有一部分逆變器元件的確已經(jīng)擺脫進(jìn)口依賴,但核心元器件(主控芯片、IGBT模塊等)基本都還是國外的產(chǎn)品,高端的電容和傳感器等功能元件的研發(fā)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美日國家。盡管近年來國內(nèi)也涌現(xiàn)了許多的新產(chǎn)品、新技術(shù),但在核心元器件,軟件控制算法、以及設(shè)計應(yīng)用軟件上,與國際先進(jìn)水平差距還很大。逆變器要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,主要過程包括采購原材料,研發(fā)設(shè)計,加工生產(chǎn)。
1、元器件采購
微處理器是逆變器的大腦,主要負(fù)責(zé)逆變器的電路轉(zhuǎn)換計算,響應(yīng)和通信,目前逆變器主流的微處理器是DSP,ARM等,除了有一個華為海思芯片,別的都依賴于進(jìn)口,逆變器上的控制芯片90%以上是美國的TI、NS、歐洲的ST 這幾家。
逆變器的心臟,功率器件如MOSFET和IGBT,100%依賴進(jìn)口,從市場競爭格局來看,美國功率器件處于世界領(lǐng)先地位,擁有一批具有全球影響力的廠商,例如 Fairchild、Linear、IR、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等廠商。歐洲擁有 Infineon、ST和 NXP 三家全球半導(dǎo)體大廠,產(chǎn)品線齊全,無論是功率 IC 還是功率分離器件都具有領(lǐng)先實(shí)力。日本功率器件廠商主要有 富士Fuji,三菱Mitsubishi ,西門康semikron,東芝TOSHIBA 等,而中國大陸功率半導(dǎo)體市場占世界市場的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上,主要依賴進(jìn)口,基本被國外歐美、日本企業(yè)壟斷。
高端的電流傳感器,冷卻風(fēng)扇,光藕,驅(qū)動芯片,大部分也是進(jìn)口的,如驅(qū)動光耦美國的Fairchild,臺灣的瑞薩Renesas,電流傳感器 瑞士的LEM,德國的VAC等等。
2、研發(fā)設(shè)計
逆變器的靈魂是控制算法,電力電子軟件技術(shù)基本依賴于國外,主電路變換拓?fù)洌涢_關(guān)技術(shù),多電平結(jié)構(gòu),空間矢量調(diào)制等,我國幾乎沒有一個原創(chuàng)。并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù),如MPPT的跟蹤技術(shù),防孤島技術(shù),也基本上是借鑒國外的技術(shù)。
逆變器設(shè)計軟件,都是進(jìn)口的,
結(jié)構(gòu)設(shè)計主流的軟件是ProE,是美國的,
Solidworks也是美國的,
熱設(shè)計熱學(xué)仿真軟件主要有:Flotherm(英國),Icepak(美國),
電路設(shè)計軟件Altium Designer (Protel 99澳大利亞),
Pads(美國),
Cadence Orcad(美國)。
現(xiàn)在一款逆變器,從設(shè)計到試產(chǎn),大約半年左右,沒有不用仿真軟件設(shè)計,大約要用2-3年時間。
3,生產(chǎn)設(shè)備儀器
逆變器的生產(chǎn)線,要用到檢測儀器和電源,大部分是國產(chǎn)設(shè)備,但是也少不了進(jìn)口的高端設(shè)備,如示波器:泰克Tektronix(美國),可編程直流電源 :拓普康Topcon(日本),數(shù)據(jù)采集器:Agilent(美國)。功率分析儀 YOKOGWA(日本)。
綜上所述,逆變器的核心技術(shù)和核心設(shè)備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內(nèi)電力電子技術(shù),和國外先進(jìn)技術(shù)相比,差距不是一點(diǎn)點(diǎn),如果美國制裁中國逆變器產(chǎn)業(yè),估計堅(jiān)持不了多久。