效率飙升3倍！碳化硅如何改写储能市场的游戏规则？

电子爱好者网报道(文章 / 随着储能的快速发展，黄山明对性能的要求也越来越高。和 SiC 该装置具有高开关频率、低损耗、耐高温等特点，在储能功率转换系统中（PCS）里面可以提高效率 功率密度提高1-2% 35-50%。

选用 SiC 模块 PCS 在额定功率下，平均效率可以从 96% 提升至 99% 上述，逆变器整机消耗减少 30%。与此同时，高频特性使滤波电感和散热器变小，PCS 大小缩小，储能一体柜的能量密度提高到 125kW/250kWh。

例如英飞源选择碳化硅 PCS 效率可达 与硅基器件单日收益相比，98.7% 8.2 元；Wolfspeed 的 60kW 交错式变压转换器选择 SiC 设备，效率高 99.5%。

基本股份的 SiC 模块 BMF240R12E2G32 击穿场强达 导通电阻低至1200V 5.5m Ω，远远低于同一电压等级 IGBT 模块化，可以降低导通消耗，提高系统效率。开关速度快，开关频率可以达到。 IGBT 的 5-10 倍数，开关损耗仅为 IGBT 的 三分之一，而且在高温下总开关损耗变化不大。

而且 SiC 该模块允许结温达 175 ° C，而且在高温下性能更好，比如 BMF240R12E2G32 在 175 ° C 时间导通电阻仅比 25 ° C 时增加 50%。它使用的 Si3N4 热阻低至陶瓷基板 0.09K/W，排热需求较 IGBT 减少 40%。

SiC 超强的模块功率循环能力 10 一万次，寿命为 IGBT 的 3 超过一倍。另外，内置 SiC 肖特基二极管实现零反向恢复， IGBT 硅二极管反向恢复电荷降低 降低开关震荡风险的80%。

目前，SiC 在储能领域，功率器件(主要是二极管)的渗透率已达到 20% 从上到下，随着成本的下降，预计未来 2 每年的渗透率将超过 50%。

但在储能 PCS 在制造商中，只有少数企业使用碳化硅器件，主流仍然是硅基器件。根据调查，2024年 年度碳化硅储存能量 PCS 内部渗透率不足 10%，主要受成本和供应链成熟度的限制。

其中一个原因是 2024 年储能 PCS 价格持续下跌(集中型) PCS 中标价低至 0.09 元 / 瓦片)，厂商利润空间压缩，高价 SiC 设备更换动力不足。尽管 SiC 单管价格下降 50%（如 40m Ω 器件约 14 元 / 颗粒)，但仍然是硅基器件。 1.5 倍以上。

另外一方面是，目前的储能 PCS 采用英飞凌、安森美等碳化硅器件，Wolfspeed 以海外品牌为主，国内替代流程缓慢。但是，在某些领域，国内替代已经完成，例如，现在， 125kW 工业化储能变流器 PCS 中，国产 SiC 该模块已经正确实现 IGBT 完全替代单管和模块。

但在未来，随之而来 8 英尺衬底逐步量产(如天科合达、烁科晶体)有望降低材料成本，估计 2027 年 SiC MOSFET 硅器件的价格降低了 2.5 倍增，将促进更多企业选择。 SiC 器件。

在应用领域，光伏逆变器和风力变流器 SiC 加快应用，提高能源转换效率。另外，1500V 太阳能电站和电网级储能需求促进高压 SiC 器件落地。

中国新型储能装机规模已经超过 100GW（2024 年度数据)，叠加全球能源转型，2025 预计每年碳化硅市场规模将超过 100 一亿美元，复合增长率 15%。

总结

目前 SiC 储能市场仍处于技术验证和初期商业化阶段，其高效率、高功率密度优势得到认可，但成本压力和供应链本土化不足限制了大规模应用。未来， 8 英尺衬底产能释放，加速国产替代，叠加储能系统高压化趋势，碳化硅有望在 2025 2008年进入高速渗透期。

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