導讀：由光伏產業引領的逆變器市場有望在2017年實現190億美元的市值，當多晶硅、組件廠商為微薄利潤拼得頭破血流之際,光伏逆變器廠商得益于終端市場的規模化安裝,逐漸進入高利潤增長時期。光伏逆變器作為光伏系統核心功率調節器件，占據了系統成本比例在10-15%之間，微型逆變器是太陽能面板的陰影問題的替代解決方案，關注它的廠商和用戶也越來越多。本站記者獨家采訪了飛兆半導體高壓功率轉換、工業及汽車(PCIA)部門的高級技術營銷經理鄭相珉和系統/應用工程經理梁圣模，讓你了解小小逆變器如何玩轉大光伏產業。
飛兆半導體高壓功率轉換、工業及汽車 飛兆半導體高壓功率轉換、工業及汽車
(PCIA)部門 高級技術營銷經理鄭相珉 (PCIA)部門系統/應用工程經理梁圣模
光伏逆變器行業與大多數電子類行業一樣，市場競爭將會經歷技術主導、成本主導等階段。目前行業正經歷著技術創新的緊張時期。
成本結構與適度效率折衷權衡
從系統角度來看，太陽能光伏產業面臨的最大挑戰之一是太陽能面板的陰影問題。陰影的變化、太陽能面板上的污垢和面板老化，都會對各個面板的電壓構成影響，從而引起串聯面板的輸出電壓發生變化。微型逆變器是一個替代的解決方案，它能夠在面板級實現最大功率點跟蹤(MPPT)，擁有超越中央逆變器的優勢。MPPT能夠在每塊太陽能面板取得最佳功率點，而無需將太陽能陣列配置成串聯，可以最大限度地減少陰影問題。
然而，按照每瓦價格看，微型逆變器的成本仍然要比傳統解決方案高出很多。微型逆變器要成為主流解決方案，就必須對具有競爭力的成本結構與適度的效率進行折衷權衡，以解決PV陰影問題。
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緊跟逆變器市場，不斷演進新興技術
從功率器件的角度來看，由于主要的光伏系統廠商擁有各自的光伏逆變應用專利拓撲，半導體供應商必須開發專用的產品。因此，廠商需要緊跟太陽能逆變器市場不斷演進的新興技術趨勢。例如，由于需要提高輸入電壓以獲得更高的效率，所以必須使用650V或以上MOSFET/IGBT。飛兆半導體最近發布了650V場截止Trench IGBT系列中的首款產品，并將會發布1200V FS Trench IGBT系列以及650V SuperFET II MOSFET系列(一種超級結技術)，以便在今年提供可優化太陽能逆變電源的系統設計。
更高的擊穿電壓改善了寒冷環境溫度下的可靠性，隨著溫度的降低，IGBT和FRD阻斷電壓亦會下降，因而650V IGBT特別適合較冷氣候之下工作的太陽能光伏逆變器。仔細選擇IGBT和續流二極管是獲得最高效率的必要條件，650V IGBT提供了快速和軟恢復特性，能夠降低功率耗散，并減小開啟和關斷損耗。最近飛兆半導體推出650V場截止IGBT器件FGA40N65SMD、FGA60N65SMD。這些新推出的場截止IGBT技術能夠讓設計人員開發出具有更高輸入電壓的高可靠系統設計。另外，650V IGBT具有大電流處理能力、正溫度系數、嚴格的參數分布，以及較寬的安全工作區等特點。
飛兆半導體高壓功率轉換、工業及汽車(PCIA)部門的高級技術營銷經理鄭相珉表示：“對于微型逆變器市場，飛兆半導體正在開展客戶設計采用活動，期望使用PowerTrench中等電壓MOSFET和超級結(Super Junction)MOSFET來贏得市場地位。”
2012年下半年，飛兆半導體計劃通過推廣即將發布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來增加市場份額。
太陽能逆變器模塊化解決方案成主流
根據主要研究機構得出的技術發展趨勢，五年內，超過80%的太陽能逆變器市場將被模塊解決方案占據。另外，要擴大10kW以上市場份額，就必須使用IGBT/SPM模塊。因此，飛兆半導體將通過開發功率集成模塊(PIM)、SiC BJT和SiC二極管來提高市場占有率。并通過擴大產品組合，提高在現有用戶中的目標市場容量(SAM)，利用當前在分立業務領域的市場地位來獲取市場份額。鄭相珉透露：“飛兆半導體的目標是成為高效率解決方案供應商，通過場截止IGBT、超級結MOSFET、SiC BJT、SiC二極管和大功率模塊(PIM)來保持飛兆半導體的市場地位。”
在可再生能源方面，飛兆半導體通過面向下一代電源系統的需求而專門設計和制造的元件組合來實現高效解決方案。飛兆半導體將精深的專有工藝技術與創新的拓撲相結合，帶來了應對設計挑戰的完整的解決方案，以合理的成本提供高性能、高效率和出色的可靠性。針對可再生能源的構建模塊系列包括：
• 具有大電流處理能力和低傳導損耗與開關損耗的IGBT和MOSFET
• 具有寬工作電壓范圍和高共模瞬態抑制的光隔離柵極驅動器
• 具有出色的抗噪能力、高dv/dt和低功耗的高電壓柵極驅動器
未來光伏逆變器的新要求
在未來一年里，光伏逆變器需求市場將提出哪些新的要求？飛兆半導體高壓功率轉換、工業及汽車(PCIA)部門的系統/應用工程經理梁圣模提到：“由于太陽能逆變器設計人員正在考慮提高逆變器的輸入電壓范圍，以改善功率轉換效率，650V IGBT和 MOSFET等具有更高擊穿電壓的器件正越來越多地受到關注，用于提高系統可靠性。” 今年下半年，飛兆半導體計劃通過推廣即將發布的650V SuperFET 2 MOSFET、650V和1200V 場截止IGBT，以及300V Ultra FRFET MOSFET器件來滿足此這一市場新需求。
同時可以清楚地看出，在這個由性能推動的市場中，寬帶隙(WBG)半導體會成為提升高端太陽能逆變器系統效率的新動力。因此，作為主要的市場推動力量，SiC二極管和開關的采用速度將會越來越快。例如：全SiC逆變器(二極管和開關)的優點是開關頻率可以比SiC IGBT高2至3倍，并且有可能將逆變器的尺寸減小一半。此外，大多數600V SiC二極管將轉向價格較低的GaN二極管，在未來十年中，GaN二極管也會主導900V SiC二極管市場。
