エネルギー貯蔵システムのコストは、主にバッテリーとエネルギー貯蔵インバータで構成されています。この2つを合わせると、電気化学エネルギー貯蔵システムのコスト全体の80%を占め、そのうちエネルギー貯蔵インバータは20%を占めています。IGBT絶縁グリッドバイポーラ結晶は、エネルギー貯蔵インバータの上流原材料です。IGBTの性能はエネルギー貯蔵インバータの性能を決定し、インバータ全体の価値の20%～30%を占めています。
エネルギー貯蔵分野における IGBT の主な役割は、変圧器、周波数変換、畳み込み変換などであり、エネルギー貯蔵アプリケーションでは欠かせないデバイスです。
図: IGBTモジュール
エネルギー貯蔵変数の上流原材料には、IGBT、静電容量、抵抗、電気抵抗、PCBなどが含まれます。これらのうち、IGBTは依然として主に輸入に依存しており、国産IGBTの技術レベルと世界の最先端レベルとの間には依然として大きな隔たりがあります。しかし、中国のエネルギー貯蔵産業の急速な発展に伴い、IGBTの国産化プロセスも加速すると予想されます。
IGBTエネルギー貯蔵アプリケーションの価値
太陽光発電と比較すると、IGBTの蓄電価値は比較的高い。蓄電にはIGBTとSICが多く使用され、DCDCとDCACの2つの接続方式が採用されている。これらのソリューションには、光蓄電統合型蓄電システムと独立型蓄電システムの2種類がある。独立型蓄電システムでは、パワー半導体デバイスの量は太陽光発電の約1.5倍である。現在、光蓄電が全体の60～70%以上を占め、独立型蓄電システムが30%を占めている。
図: BYD IGBTモジュール
IGBTは応用範囲が広く、エネルギー貯蔵インバータにおいてはMOSFETよりも有利です。実際のプロジェクトでは、IGBTは太陽光発電インバータや風力発電の中核デバイスとしてMOSFETに徐々に取って代わりつつあります。新エネルギー発電産業の急速な発展は、IGBT産業にとって新たな原動力となるでしょう。
IGBTはエネルギー変換と伝送の中核デバイスです
IGBT は、バルブ制御によって電子の双方向 (多方向) の流れを制御するトランジスタとして完全に理解できます。
IGBTは、BJTバイポーラ三極管と絶縁グリッド電界効果管で構成される複合型フル制御電圧駆動パワー半導体デバイスです。圧力降下に関する2つの利点があります。
図：IGBTモジュール構造概略図
IGBTのスイッチ機能は、ゲート電圧に正電圧を加えてチャネルを形成し、PNPトランジスタにベース電流を供給してIGBTを駆動することです。逆に、逆ゲート電圧を加えるとチャネルが消滅し、逆ベース電流が流れてIGBTがオフになります。IGBTの駆動方法は基本的にMOSFETと同じです。入力極Nの1チャネルMOSFETを制御するだけで済むため、高い入力インピーダンス特性を備えています。
IGBTはエネルギー変換・伝送の中核デバイスであり、電気電子機器の「CPU」として広く知られています。国家戦略的な新興産業として、新エネルギー機器などの分野で広く利用されています。
IGBTは、高い入力インピーダンス、低い制御電力、シンプルな駆動回路、高速スイッチング、大きな逆電流、低い転流圧力、低い損失など、多くの利点を有しており、現在の市場環境において絶対的な優位性を有しています。
そのため、IGBTは現在、パワー半導体市場において最も主流となっており、新エネルギー発電、電気自動車・充電スタンド、電動船舶、直流送電、エネルギー貯蔵、産業用電気制御、省エネなど、多くの分野で広く利用されています。
形：インフィニオンIGBTモジュール
IGBTの分類
製品構造の違いにより、IGBT にはシングルパイプ、IGBT モジュール、スマートパワーモジュール IPM の 3 種類があります。
（充電パイル）などの分野（現在市場で販売されているモジュール製品がほとんど）に使用されています。インテリジェント電源モジュールIPMは、主にインバータエアコンや周波数変換洗濯機などの白物家電分野で広く使用されています。
アプリケーションシナリオの電圧に応じて、IGBT には超低電圧、低電圧、中電圧、高電圧などのタイプがあります。
その中で、新エネルギー自動車、産業用制御機器、家電製品などに使用されている IGBT は主に中電圧ですが、鉄道輸送、新エネルギー発電、スマートグリッドにはより高い電圧要件があり、主に高電圧 IGBT が使用されます。
IGBTは主にモジュールの形で登場します。IHSのデータによると、モジュールと単管の比率は3：1です。モジュールとは、IGBTチップとFWD（連続ダイオードチップ）を、カスタマイズされた回路ブリッジ、プラスチックフレーム、基板などを介して組み立てたモジュール型の半導体製品です。
M市場状況:
中国企業は急速に成長しており、現在は輸入に依存している。
2022年、わが国のIGBT産業の生産量は4100万個、需要は約1億5600万個、自給率は26.3%でした。現在、国内のIGBT市場は主に英飛菱、三菱自動車、富士電機などの海外メーカーによって占められており、その中で英飛菱のシェアが15.9%と最も高くなっています。
IGBTモジュール市場CR3は56.91%に達し、国内メーカーのStar DirectorとCRRCのシェア合計は5.01%でした。IGBT分割デバイスの世界シェア上位3社は53.24%に達しました。国内メーカーは3.5%のシェアで、世界のIGBTデバイス市場シェア上位10社に入りました。
IGBTは主にモジュールの形で登場します。IHSのデータによると、モジュールと単管の比率は3：1です。モジュールとは、IGBTチップとFWD（連続ダイオードチップ）を、カスタマイズされた回路ブリッジ、プラスチックフレーム、基板などを介して組み立てたモジュール型の半導体製品です。
M市場状況:
中国企業は急速に成長しており、現在は輸入に依存している。
2022年、わが国のIGBT産業の生産量は4100万個、需要は約1億5600万個、自給率は26.3%でした。現在、国内のIGBT市場は主に英飛菱、三菱自動車、富士電機などの海外メーカーによって占められており、その中で英飛菱のシェアが15.9%と最も高くなっています。
IGBTモジュール市場CR3は56.91%に達し、国内メーカーのStar DirectorとCRRCのシェア合計は5.01%でした。IGBT分割デバイスの世界シェア上位3社は53.24%に達しました。国内メーカーは3.5%のシェアで、世界のIGBTデバイス市場シェア上位10社に入りました。
投稿日時: 2023年7月8日
