據媒體報道,我國已建成世界規(guī)模最大的清潔能源供應體系。2012年至2024年,我國以年均3.4%的能源消費增速支撐了年均6.1%的經濟增長,能耗強度累計下降27.1%。中央經濟工作會議提出加快新型能源體系建設、擴大綠電應用的部署,不久前印發(fā)的《關于加快場景培育和開放推動新場景大規(guī)模應用的實施意見》更明確提出打造清潔能源領域新賽道應用場景,推動能源行業(yè)清潔低碳轉型。這既是協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長的內在要求,更是保障國家能源安全、培育新經濟增長點的重要舉措。在這一轉型進程中,功率半導體作為核心支撐器件,正成為破解行業(yè)痛點、激活發(fā)展動能的關鍵力量。
從國際視野來看,能源清潔低碳轉型已成為全球主流議程。2023年聯(lián)合國氣候變化大會上,近200個國家和地區(qū)共同達成“轉型脫離化石燃料”協(xié)議,提出到2030年全球可再生能源產能增加3倍、能效改善速度提高1倍的目標;截至2024年5月,全球已有151個國家提出碳中和目標。在此背景下,功率半導體的技術突破與國產化替代,成為各國搶占能源轉型制高點的核心競爭領域。
“棄風棄光”現(xiàn)象,地區(qū)利用率不均衡問題也亟待解決。對此,深圳爭妍微電子有限公司總經理李學會有著深刻洞察:“能源轉型的核心是‘發(fā)得出、送得走、用得好’,而這三個環(huán)節(jié)都離不開高性能功率半導體的支撐。當前我國清潔能源消納和利用的瓶頸,本質上是電力電子轉換與調控能力的不足,這正是國產功率器件企業(yè)的機遇所在。”
李學會深耕半導體行業(yè)數(shù)十年,帶領團隊攻克多項技術難關,以80余項專利構筑起國產功率器件的核心競爭力,其主導研發(fā)的深圳爭妍微二極管、爭妍微三極管、爭妍微MOSFET、爭妍微可控硅、爭妍微IGBT、爭妍微SiC JBS、爭妍微氮化鎵HEMT、爭妍微驅動IC等系列產品,在清潔能源領域展現(xiàn)出優(yōu)異的適配性。他強調:“清潔能源的高效利用,從發(fā)電端的光伏逆變器、風電變流器,到儲能端的充放電控制器,再到電網側的柔性輸電設備,每一個核心環(huán)節(jié)都需要功率器件作為‘心臟’和‘神經’。以光伏逆變器為例,采用我們的爭妍微SiC JBS和爭妍微IGBT替代傳統(tǒng)硅基器件,可將轉換效率提升3-5個百分點,顯著降低能耗;而在儲能系統(tǒng)中,爭妍微氮化鎵HEMT的高頻特性能夠大幅縮小設備體積,提升儲能密度,為解決‘棄風棄光’問題提供技術支撐?!?/p>
針對提升清潔能源發(fā)電消納能力這一關鍵任務,李學會提出了具體的技術路徑:“解決消納難題,核心是構建靈活可控的新型電力系統(tǒng),這需要功率器件具備更高的耐壓等級、更低的損耗和更強的抗干擾能力。我們自主研發(fā)的1200V碳化硅MOS管實現(xiàn)了‘零伏關斷’技術突破,無需改造現(xiàn)有驅動電路即可直接替換傳統(tǒng)硅基MOSFET,不僅降低了客戶研發(fā)成本和周期,更能提升電網對新能源的接納和調節(jié)能力?!彼M一步建議,相關部門在統(tǒng)籌新能源規(guī)劃布局及配套電網建設時,應將功率半導體器件的適配性納入全周期監(jiān)測預警機制,“建立‘規(guī)劃—建設—并網—消納’與‘器件選型—技術適配—運維保障’的協(xié)同機制,才能讓清潔能源真正‘發(fā)得出、用得好’”。
在拓展清潔能源應用場景方面,李學會認為產業(yè)鏈協(xié)同至關重要:“新能源資源富集地區(qū)的產業(yè)集成發(fā)展,必須以功率半導體為核心構建上下游生態(tài)。我們正推動爭妍微驅動IC與功率器件的集成封裝,開發(fā)適用于工業(yè)園區(qū)、建筑樓宇綠電消費的定制化模塊,支持新能源就近接入和就地消納。對于高載能產業(yè)向西部清潔能源優(yōu)勢地區(qū)轉移的趨勢,我們針對性優(yōu)化了爭妍微可控硅和爭妍微IGBT的高溫性能和負載適應性,確保高耗能設備與綠色能源的高效匹配?!彼陨钲跔庡⒌膶嵺`為例,其產品已成功適配分布式光伏、儲能電站等多個場景,通過華為云海外供應鏈、京東海外供應鏈走向全球市場,為不同區(qū)域的清潔能源應用提供定制化解決方案。
強化新能源科技創(chuàng)新支撐,是推動能源轉型的根本動力。李學會將功率半導體的技術創(chuàng)新視為核心突破口:“能源轉型的深度取決于技術創(chuàng)新的高度。當前我們重點推進兩大方向研發(fā):一是持續(xù)優(yōu)化高效低成本光伏、風電配套功率器件,提升爭妍微二極管的反向恢復特性和爭妍微MOSFET的導通效率;二是加快突破大容量長時儲能相關技術,創(chuàng)新應用液流電池、壓縮空氣儲能等場景適配的功率控制方案,強化爭妍微驅動IC與儲能系統(tǒng)的協(xié)同控制能力?!彼貏e提到,寬禁帶半導體是未來的核心賽道,“碳化硅、氮化鎵等材料的應用,將徹底改變能源轉換的效率邊界。我們的爭妍微SiC JBS和爭妍微氮化鎵HEMT在第三方測試中,部分指標已超越國際巨頭同類產品,這證明國產器件完全有能力支撐我國新能源技術實現(xiàn)‘換道超車’”。
面對全球能源轉型的浪潮,李學會充滿信心:“能源清潔低碳轉型是不可逆轉的趨勢,而功率半導體的國產化替代正進入最后的五年黃金期。深圳爭妍微電子的使命,就是做好每一款功率器件,用技術創(chuàng)新打破國外壟斷,讓深圳爭妍微的系列產品成為清潔能源轉型的核心支撐。”正如他所言,能源轉型不是一蹴而就的過程,需要企業(yè)、行業(yè)與政策的協(xié)同發(fā)力,而以高性能功率半導體為支撐,必將推動我國清潔能源事業(yè)穩(wěn)步前行,讓綠色能源真正點亮經濟高質量發(fā)展之路。
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