編者按:4月9日,索比光伏網報道了《53家芯片原廠發布漲價聲明》的新聞。很快,多家逆變器企業宣布上調分布式逆變器價格,一些從事光伏系統開發的企業紛紛與逆變器企業簽訂長單,爭取更多配額,確保產品供應。
事實上,早在2018年4月,分布式光伏市場最火熱的時候,就有人提出,逆變器的核心技術和核心設備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內電力電子技術與國外先進技術的差距較大,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,轉換效率從16.5%提升至20.5%以上,設備國產化進程大幅加快,但在逆變器環節,我們對海外供應商的依賴與日俱增,面對芯片、IGBT供應緊張的局面,只能高價搶購進口產品,無法實現有效的國產化替代。
有技術專家向索比光伏網表示,我國IGBT模塊已經具備替代能力,但一些廠商對產品不放心,不敢嘗試。“大電站業主可能對逆變器內部元器件有明確要求,但分布式項目業主很少關注這一環節,逆變器廠商只需要考慮自身需求和成本即可。”
以下是“弘揚太陽能”公眾號于2018年4月28日發布的《假如美國制裁中國逆變器產業》一文,供讀者參考:
前幾天,美國制裁中興通訊,引起了國內外廣泛關注,這是中興通訊有史以來最大的危機,關系到中興公司7萬多員工和數十萬供應商的命運。有人也許會問,如果光伏行業被美國同樣制裁,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,確實對組件影響不大,因為組件里面沒有芯片,組件制造的設備,現在也幾乎國產化了,所以組件不用擔心。
國產逆變器發展一路高歌,在東南亞、澳洲,非洲甚至歐洲份額逐年上升,在很多國家和地區已經超過美歐和日本品牌。國產逆變器從產量上說,已經是世界第一了。假如美國制裁中國逆變器行業,對中國實施芯片、高端儀器設備和軟件制裁,那又會怎么樣呢?
光伏逆變器是電源產品,包括結構設計,主功率電路設計,控制系統設計,熱設計,電磁兼容設計,其技術含量取決于電力電子元器件和電力變換控制技術,特別是半導體開關器件,以及微處理器。目前有一部分逆變器元件的確已經擺脫進口依賴,但核心元器件(主控芯片、IGBT模塊等)基本都還是國外的產品,高端的電容和傳感器等功能元件的研發都遠遠落后于歐美日國家。盡管近年來國內也涌現了許多的新產品、新技術,但在核心元器件,軟件控制算法、以及設計應用軟件上,與國際先進水平差距還很大。逆變器要實現產業化,主要過程包括采購原材料,研發設計,加工生產。
1、元器件采購
微處理器是逆變器的大腦,主要負責逆變器的電路轉換計算,響應和通信,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%依賴進口,從市場競爭格局來看,美國功率器件處于世界領先地位,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 三家全球半導體大廠,產品線齊全,無論是功率 IC 還是功率分離器件都具有領先實力。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,主要依賴進口,基本被國外歐美、日本企業壟斷。
高端的電流傳感器,冷卻風扇,光藕,驅動芯片,大部分也是進口的,如驅動光耦美國的Fairchild,臺灣的瑞薩Renesas,電流傳感器 瑞士的LEM,德國的VAC等等。
2、研發設計
逆變器的靈魂是控制算法,電力電子軟件技術基本依賴于國外,主電路變換拓撲,軟開關技術,多電平結構,空間矢量調制等,我國幾乎沒有一個原創。并網逆變器的關鍵技術,如MPPT的跟蹤技術,防孤島技術,也基本上是借鑒國外的技術。
逆變器設計軟件,都是進口的,
結構設計主流的軟件是ProE,是美國的,
Solidworks也是美國的,
熱設計熱學仿真軟件主要有:Flotherm(英國),Icepak(美國),
電路設計軟件Altium Designer (Protel 99澳大利亞),
Pads(美國),
Cadence Orcad(美國)。
現在一款逆變器,從設計到試產,大約半年左右,沒有不用仿真軟件設計,大約要用2-3年時間。
3,生產設備儀器
逆變器的生產線,要用到檢測儀器和電源,大部分是國產設備,但是也少不了進口的高端設備,如示波器:泰克Tektronix(美國),可編程直流電源 :拓普康Topcon(日本),數據采集器:Agilent(美國)。功率分析儀 YOKOGWA(日本)。
綜上所述,逆變器的核心技術和核心設備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內電力電子技術,和國外先進技術相比,差距不是一點點,如果美國制裁中國逆變器產業,估計堅持不了多久。
事實上,早在2018年4月,分布式光伏市場最火熱的時候,就有人提出,逆變器的核心技術和核心設備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內電力電子技術與國外先進技術的差距較大,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,轉換效率從16.5%提升至20.5%以上,設備國產化進程大幅加快,但在逆變器環節,我們對海外供應商的依賴與日俱增,面對芯片、IGBT供應緊張的局面,只能高價搶購進口產品,無法實現有效的國產化替代。
有技術專家向索比光伏網表示,我國IGBT模塊已經具備替代能力,但一些廠商對產品不放心,不敢嘗試。“大電站業主可能對逆變器內部元器件有明確要求,但分布式項目業主很少關注這一環節,逆變器廠商只需要考慮自身需求和成本即可。”
以下是“弘揚太陽能”公眾號于2018年4月28日發布的《假如美國制裁中國逆變器產業》一文,供讀者參考:
前幾天,美國制裁中興通訊,引起了國內外廣泛關注,這是中興通訊有史以來最大的危機,關系到中興公司7萬多員工和數十萬供應商的命運。有人也許會問,如果光伏行業被美國同樣制裁,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,確實對組件影響不大,因為組件里面沒有芯片,組件制造的設備,現在也幾乎國產化了,所以組件不用擔心。
國產逆變器發展一路高歌,在東南亞、澳洲,非洲甚至歐洲份額逐年上升,在很多國家和地區已經超過美歐和日本品牌。國產逆變器從產量上說,已經是世界第一了。假如美國制裁中國逆變器行業,對中國實施芯片、高端儀器設備和軟件制裁,那又會怎么樣呢?
光伏逆變器是電源產品,包括結構設計,主功率電路設計,控制系統設計,熱設計,電磁兼容設計,其技術含量取決于電力電子元器件和電力變換控制技術,特別是半導體開關器件,以及微處理器。目前有一部分逆變器元件的確已經擺脫進口依賴,但核心元器件(主控芯片、IGBT模塊等)基本都還是國外的產品,高端的電容和傳感器等功能元件的研發都遠遠落后于歐美日國家。盡管近年來國內也涌現了許多的新產品、新技術,但在核心元器件,軟件控制算法、以及設計應用軟件上,與國際先進水平差距還很大。逆變器要實現產業化,主要過程包括采購原材料,研發設計,加工生產。
1、元器件采購
微處理器是逆變器的大腦,主要負責逆變器的電路轉換計算,響應和通信,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%依賴進口,從市場競爭格局來看,美國功率器件處于世界領先地位,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 三家全球半導體大廠,產品線齊全,無論是功率 IC 還是功率分離器件都具有領先實力。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,主要依賴進口,基本被國外歐美、日本企業壟斷。
高端的電流傳感器,冷卻風扇,光藕,驅動芯片,大部分也是進口的,如驅動光耦美國的Fairchild,臺灣的瑞薩Renesas,電流傳感器 瑞士的LEM,德國的VAC等等。
2、研發設計
逆變器的靈魂是控制算法,電力電子軟件技術基本依賴于國外,主電路變換拓撲,軟開關技術,多電平結構,空間矢量調制等,我國幾乎沒有一個原創。并網逆變器的關鍵技術,如MPPT的跟蹤技術,防孤島技術,也基本上是借鑒國外的技術。
逆變器設計軟件,都是進口的,
結構設計主流的軟件是ProE,是美國的,
Solidworks也是美國的,
熱設計熱學仿真軟件主要有:Flotherm(英國),Icepak(美國),
電路設計軟件Altium Designer (Protel 99澳大利亞),
Pads(美國),
Cadence Orcad(美國)。
現在一款逆變器,從設計到試產,大約半年左右,沒有不用仿真軟件設計,大約要用2-3年時間。
3,生產設備儀器
逆變器的生產線,要用到檢測儀器和電源,大部分是國產設備,但是也少不了進口的高端設備,如示波器:泰克Tektronix(美國),可編程直流電源 :拓普康Topcon(日本),數據采集器:Agilent(美國)。功率分析儀 YOKOGWA(日本)。
綜上所述,逆變器的核心技術和核心設備還是掌握在美歐等國家手中,目前國內電力電子技術,和國外先進技術相比,差距不是一點點,如果美國制裁中國逆變器產業,估計堅持不了多久。