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文檔簡介
精密特種電源產業深度調研及未來發展現狀趨勢電力電子行業迎來大發展隨著光伏和風電發電占比逐漸提高,電源管理產品,如逆變器、升壓降壓等,以及相關產業鏈需求也將同步增長。在新能源汽車領域,同樣需要對電壓進行變換從而可以驅動電機和為電池充電,對于電源管理產品的需求量更大。隨著光伏發電成本不斷降低和發電效率逐年提升,全球光伏平價時代正式來臨。光伏因其綠色、環保的特點,在全球范圍內持續高速發展,裝機容量不斷增長,技術持續創新。根據國際可再生能源署(IRENA)預測,到2050年,全球光伏滲透率將達到25%,相當于目前的10倍,光伏行業的發展速度和發展空間將大幅提升。據SolarPowerEurope預測,2025年全球光伏市場新增裝機可達346.7GW,2021-2025年年復合增速15%。電力電子行業持續高速發展近年來,隨著中國宏觀經濟的持續高速發展,社會生產和人民生活水平的不斷提高,以及社會電氣化程度的逐步提升,電源產業總體上一直保持平穩增長,且應用領域不斷擴展,新能源發電、新能源汽車、智能制造、智能電網、數據中心等新興應用領域為電源產業的發展提供了新的動力,這些行業的發展又對電力電子設備提出了諸如節能、節材、縮體、減重、避免污染、改進環境、牢靠、安全等新的要求,進而推動了電源工業的發展。隨著工業4.0的推進和制造業的轉型升級,電力電子技術日漸廣泛應用于電力、環保、裝備制造、軌道交通等傳統重點領域,以及新能源、航空航天等前沿技術領域,在國民經濟發展中的地位將越發重要,產業發展前景廣闊。儒競科技以電力電子及電機控制技術作為創新基石,以技術創新作為產品創新的驅動力,通過將不同技術領域內研發形成的創新技術逐步應用到不同類別的創新產品中,形成了通過跨領域的技術創新帶動產品創新的新業態,有效實現了電力電子及電機控制領域內變頻節能與智能控制綜合產品的產業化實踐。電力電子行業面臨的機遇與挑戰(一)電力電子行業面臨的機遇與傳統的基礎設施建設不同,新基建的重心不再是房地產,而是城際交通、物流、市政基礎設施,以及5G、人工智能、工業互聯網等新型基礎設施建設。新基建有以下幾個方向:1)5G基站建設;2)特高壓;3)城際高速鐵路和城市軌道交通;4)新能源汽車充電樁;5)大數據中心;6)人工智能;7)工業互聯網。以上幾個方向中的特高壓、鐵路和軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心等均為電源產品和電能質量控制設備提供了大量廣泛的應用場景,將帶動市場規模激增。近年來,裝備電氣化獲得了高度關注,美國及歐洲開展了多項裝備電氣化相關研究計劃,并在作戰行動中嘗試采用新型電氣化手段。相比于燃油、液壓等傳統能源形式,電氣化技術能夠顯著提高能源利用效率、改善維修性能、降低排放和噪聲,因而不僅在民用交通運輸行業具有廣闊的應用空間,在特種裝備及作戰應用中也有巨大的潛在市場空間。以電氣化引發的技術革新將催生出特種裝備電源的需求,相關電氣化裝備的研發生產過程中還需要測試電源的參與。中國向世界作出碳達峰、碳中和的莊嚴承諾,推進建設以碳匯、碳減排、碳交易為主的各地區產業結構、能源結構、交通結構、建筑結構、用地結構以及辦公生活模式的低碳零碳化,高水平建設碳中和城市、低碳零碳產業、零碳園區、零碳鄉村、零碳政府與企業。新能源發電、新能源汽車等領域得到良好的發展契機。其中,光伏逆變器測試、儲能變流器測試、電驅系統測試、電源系統測試、燃料電池測試、交直流充電樁測試、風電場并網測試等領域已經初見規模。未來清潔能源發電以及電氣化將為電源領域提供更廣闊的市場空間。隨著我國經濟結構轉型的深化,國民經濟各行業產業升級步伐加快,專業化、精細化生產趨勢逐漸形成。生產設備逐步從通用設備向專用設備轉變,用電方式開始從粗電到精電的變革,發電方式逐漸從資源消耗型向環境友好型過渡。在此背景下,專業性、高技術性的特種電力電子設備市場需求將保持穩定增長。面對電力電子領域廣闊的市場,此前國外企業占據了較大的市場份額,特別是在精密電源設備領域。其原因一方面是技術難度較大,前期需要投入高額的研發成本,出于對成本和收益的衡量,相關企業在這方面的投入較少;另一方面,國際大廠的產品有著良好的口碑,其性能表現、穩定性和可靠性得到市場認可,加大了國內廠商的入場壁壘。但在當前的大環境下,貿易環境存在極大的不確定性,一旦發生禁運,由于電源產品涉及面較為廣泛,將會對國民經濟產生牽一發而動全身的被動后果,其經濟損失不可估量。因此,國家開始積極推進進程,這給國內相關企業帶來巨大的市場空間。(二)電力電子行業面臨的挑戰我國電力電子設備領域發展起步較晚,長期受到國產電力電子器件較少的嚴重制約,技術發展也主要采用追隨研發的方式,原創性動力不強,研發投入相對較少。電力電子變換和控制技術對人員的技術要求高,人才培養周期長,導致了研發人才隊伍建設落后于行業發展的需求。技術積累不足和專業科技人才的短缺在一定程度上制約了行業的發展速度。原材料中電子元器件的質量與性能影響到電力電子變換和控制設備的品質及可靠性。例如以電源管理芯片、DSP、FPGA為代表的IC芯片和以IGBT、MOSFET為代表的功率器件的生產商主要集中在歐洲、美國和日本,其供應受制于國外廠商的生產能力及各原產國的出口政策,國內企業在采購渠道和議價能力上受到較大制約。在目前的國際貿易形勢及大宗商品價格波動的大背景下,半導體元件的供應存在著產能不足和價格增長的風險。電力電子轉型已成趨勢電力電子學,一種通過周期性改變特定電路結構中電路中功率半導體器件的通斷來改變電能形式的科學技術。具體來說,電力電子技術是應用于電力領域的電子技術,是利用電力電子器件對電能進行轉換和控制的技術。電力電子技術的應用主要有四大領域,即:工業、交通、電力系統、電子設備電源。工業領域的電力電子技術主要集中在交直流電機、電化學工業、冶金工業等;交通領域的電力電子技術重點是電氣化鐵路、電動汽車、航空、航天、航海等;電力系統領域的電力電子技術側重于高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償等;電子設備電源領域的電力電子技術專注于為信息電子設備以及家用電器節能燈、變頻空調等提供電源。改革傳統產業,發展機電一體化等新興產業。未來,在工業和民用的各種機電設備中,特別是電力電子技術是弱電控制強電的媒介,是機電設備與計算機之間的重要接口,是計算機發揮作用的保障和基礎。高頻電力電子技術和變頻技術的發展,將使機電設備突破工頻傳統,向高頻方向發展。達到最佳工作效率將使機電設備體積縮小數倍或數十倍,實現高速響應,并能適應任何參考信號,實現無噪音、全新的功能和用途。智能電力電子的進步在一定程度上融合了信息處理和電力處理,將微電子技術與電力電子技術融為一體。它的發展可能會導致電子技術的重大變革。電力電子應用領域中國電力電子產業總產值已達500億元,并繼續穩步向上發展。電力電子產業對中國人的生活產生了深遠的影響。電力電子器件又稱為功率半導體器件,主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件。用途包括變頻、整流、變壓、功率放大、功率控制等,同時具有節能功效。功率半導體器件廣泛應用于移動通訊、消費電子、新能源交通、軌道交通、工業控制、發電與配電等電力、電子領域。電力電子器件根據載流子類型可分為雙極型與單極型。雙極型包括功率二極管、雙極結型晶體管、電力晶體管、晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管等,單極型包括功率MOSFET、肖特基勢壘功率二極管等。電力電子器件起著關鍵性作用,關系著高鐵動力系統、汽車動力系統、消費及通訊電子系統等領域能否實現自主可控的核心零部件?!吨袊圃?025》明確提出將先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、高檔數控機床和機器人等列為突破發展的十大重點領域。同時國內企業具備低端領域全面實現國產化能力,同時向中高端進軍,以南車、比亞迪為代表的廠商已實現技術突破,成功實現國產化IGBT在高鐵和新能源汽車中的應用。美國電力電子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TI、Fairchild、Maxim、ADI、ONSemiconductor和Vishay等廠商。歐洲擁有Infineon、ST和NXP三家全球半導體大廠。日本主要有Toshiba、Renesas、Rohm、Matsushita、FujiElectric等。中國臺灣擁有富鼎先進、茂達、安茂、致新和沛亨等一批廠商。中國大陸擁有吉林華微電子、蘇州固锝電子、無錫華潤華晶微電子、揚州揚杰電子等一批廠商。我國電力電子技術發展趨勢集成化智能化通用化信息化趨勢。(1)電力電子技術集成:有利于減小產品體積和重量,提
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