由应用驱动的电力电子市场技术仍很重要

时间: 2024-06-17 12:03:16 |   作者: AC电源接口

  （UPS）。要了解电力电子市场，重要的是要认识到电力电子不像其它“超越摩尔（Me than Moore）”电子领域，它是应用驱动型市场，而不是技术驱动型。近年来，得益于数字时代的到来或环境问题等大趋势，这一个市场已经获得了大幅增长。

  我们可以直接将环境问题与不同国家提供的用于提高能效、促进新电力电子系统销售的政府资金联系起来。例如，EV/HEV细分市场在技术上主要受到二氧化碳（CO2）减排目标、更高的效率要求或更少依赖石业的驱动。目前，纯电动汽车在EV/HEV销量中的占比略高于5%，而到了2023年它们将增长至21%。总体而言，Yole分析师预计，2017~2023年期间EV/HEV电力电子市场的复合年增长率（CAGR）将达到惊人的20.7%。补贴对可再次生产的能源市场影响巨大。

  2017年中国太阳能装机量占到了全球总量的约50%，因为中国政府的补贴大幅度减少，2018年光伏市场预期将显著萎缩。尽管如此，得益于印度、南美洲或非洲等世界别的地方的装机成本下降和装机量的提高，Yole预计该市场将在中期内复苏。另一方面，为了扩展其它现有的电力电子市场，要重点开发一些新的细致划分领域。直流充电或固定能量存储市场便是如此。实际上，需要快速开发直流充电解决方案，以实现快速高效的充电，来跟随EV/HEV市场的增长。同样，为了逐步发展光伏和风能市场，需要扩展固定式储能系统。本报告总结了驱动电力电子市场增长的应用及其不同趋势，以及每种应用的主要技术发展。

  2016~2017年电力电子半导体器件市场增长了11.7%2017年，电力电子市场总规模为327亿美元，其中电源IC约占了一半。去年电力电子半导体市场蒸蒸日上，同比增长率达到了喜人的11.7%，这主要得益于EV/HEV和应用的IGBT（绝缘栅双极晶体管）器件的销售增长。计算和存储和汽车领域的需求，也使MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）器件市场在2017年增长了8.3%。

  功率模块封装趋势Yole预计未来五年，功率器件未来市场发展的潜力可期，2017~2023年的复合年增长率将超过4%。这将主要由EV/HEV市场驱动，该应用市场将带来超过19亿美元的IGBT市场和近18亿美元的MOSFET市场，包括分立器件和模块。MOSFET的市场需求也将受到网络和电信应用的推动，得益于5G网络基础设施的建设，2017~2023年期间网络和电信应用的MOSFET市场将以8.3%的复合年增长率增长。

  因此，许多制造商正在扩大产能，以缩短供货周期，满足这些市场需求。例如，英飞凌（Infineon）正在扩大其300毫米晶圆厂的产能，用于包括IGBT在内的电力电子器件。中国由于国内巨大的需求推动，正在投入大量精力和资金，开发国内的电力电子器件和制造技术，以在供应链中向下游不断延伸。

  2017~2023年IGBT和MOSFET分立器件及模块的市场预测（按电力电子市场驱动应用细分）

  由于大功率负载系统的处理需求，电力电子市场需要在效率和热管理方面发展。市场主要厂商需要加大投资技术开发，在不影响热管理或可靠性的前提下，降低器件和系统成本，减小重量和尺寸。器件、封装、模块、功率堆栈或逆变器层级的优化解决方案正在得到应用。无源元件必须改进以充分的利用新型半导体材料、器件和系统模块设计的潜力。Yole看到了一个依赖于器件开发的强大改进轴，无论是硅还是宽带隙材料（如SiC或GaN）。 因此，最终用户可以通过使用尺寸更紧凑的系统，甚至将它们集成在单个芯片中，实现更高的系统效率、更高的频率和更高的功率密度。然而，即使SiC能够渗透到各种不同的应用中，硅解决方案仍将进一步开发并针对高效系统来进行优化。作为一个例子，我们正真看到英飞凌的新一代IGBT已于去年上市。

  不同的组装方案在本报告中，Yole的分析师总结了全逆变器组件的不同技术改进和趋势。这中间还包括挑战型新材料SiC和GaN，这些材料仍然需要极力提高产能。本报告展示了技术进步与应用需求之间的关联性，例如EV/HEV所需要的功率模块创新。

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