英飛凌助力中國可再生能源產(chǎn)業(yè)騰飛

本刊記者 ■ 鵬飛

“德國制造”被稱為世界制造業(yè)當(dāng)之無愧的典范，當(dāng)前德國正在引領(lǐng)世界工業(yè)踏進(jìn)4.0工業(yè)革命的歷史進(jìn)程。德國一度引領(lǐng)了以光伏產(chǎn)業(yè)為代表的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，然而，由于受其國內(nèi)政治經(jīng)濟(jì)方面因素的影響，其世界光伏安裝大國的地位即將被中國取代，中國將超越德國成為全球第一的光伏制造大國和光伏總裝機(jī)量第一的國家。

中國光伏制造業(yè)第一的地位，除了國家支持和產(chǎn)業(yè)同仁自主創(chuàng)新的內(nèi)在因素外，國外先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品在中國的落地開花也成為一個(gè)重要外因。

英飛凌是德國最大、全球知名的半導(dǎo)體公司之一，連續(xù)12年蟬聯(lián)全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)第一。憑借著領(lǐng)先的市場(chǎng)地位，英飛凌的功率半導(dǎo)體技術(shù)如何助力可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？本刊記者參加了9月16日舉辦的英飛凌功率半導(dǎo)體媒體沙龍，一探究竟。

英飛凌科技(中國)有限公司工業(yè)功率控制事業(yè)部中國區(qū)負(fù)責(zé)人于代輝在會(huì)上詳細(xì)介紹了英飛凌在應(yīng)對(duì)能效挑戰(zhàn)上的領(lǐng)先產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用，英飛凌在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的卓越市場(chǎng)表現(xiàn)，以及英飛凌在推動(dòng)中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面做出的貢獻(xiàn)。

英飛凌自身的業(yè)務(wù)部門分為：工業(yè)功率控制、電源管理及多元化市場(chǎng)、汽車電子，以及智能卡與安全，且市場(chǎng)排名均名列前茅。工業(yè)功率控制部門(IPC)作為重要的事業(yè)部之一，其高能效、高可靠性的產(chǎn)品與技術(shù)對(duì)整個(gè)電能供應(yīng)鏈發(fā)揮著十分重要的作用，從發(fā)電、輸電、配電到用電，從基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)到家電，體現(xiàn)了英飛凌產(chǎn)品應(yīng)用于電能的各個(gè)領(lǐng)域，特別在可再生能源發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)品上取得了不俗的業(yè)績(jī)。

不斷提高能效是可再生能源發(fā)電的追求目標(biāo)，而高能效離不開功率半導(dǎo)體，功率半導(dǎo)體的作用是轉(zhuǎn)換電能和控制電氣設(shè)備、機(jī)器和系統(tǒng)。如何把風(fēng)能和太陽能更好地控制起來，并且高效地進(jìn)行傳輸，對(duì)這個(gè)行業(yè)是一個(gè)難題，英飛凌的產(chǎn)品在解決這些難題方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

在風(fēng)電行業(yè)，為提高風(fēng)力發(fā)電功率密度，英飛凌近期發(fā)布的新一代PrimePACKTM功率模塊，結(jié)合了IGBT5和創(chuàng)新.XT技術(shù)，通過IGBT5降低靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功率損耗，提高功率密度，結(jié)合了.XT模塊工藝技術(shù)的高溫特性及特強(qiáng)的功率循環(huán)周次從而延長產(chǎn)品壽命。英飛凌MIPAQTMPro的功率密度比以往同樣的產(chǎn)品提高了35%，且具有預(yù)先實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和在線反饋等多功能集成，大幅提高了風(fēng)能可利用率，降低了失效率，同時(shí)此產(chǎn)品也提供了智能化的結(jié)構(gòu)，具有物聯(lián)網(wǎng)功能，可以上網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。

在光伏行業(yè)，不斷提高光伏電站發(fā)電量是實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)的必然要求，提高光伏逆變器轉(zhuǎn)換效率和可靠性是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。陽光電源是目前中國最大的光伏逆變器生產(chǎn)商，英飛凌與陽光電源的合作始于其創(chuàng)建之初，一步一步，伴隨其從小到大，一起成長。2015年1月，英飛凌完成了對(duì)陽光電源10萬個(gè)PrimePACKTMIGBT的交付。

10萬個(gè)PrimePACKTM是什么概念？用10萬個(gè)PrimePACKTM可以生產(chǎn)總計(jì)約8300 MW光伏逆變器，采用PrimePACKTM的逆變器，實(shí)現(xiàn)了98.7%的高效率，較其前代產(chǎn)品效率提升4.2%，相當(dāng)于每年可多發(fā)電4.8億kWh。

對(duì)減排有什么效果？8300 MW每年可發(fā)電116億kWh，相當(dāng)于300萬人的城市年用電量，涵蓋機(jī)場(chǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)等領(lǐng)域的用電；如果說只是居民家庭用電，可以供5000萬～1億人口的家庭用電；可以實(shí)現(xiàn)每年減排二氧化碳1000萬t。

毫無疑問，光伏逆變器長期可靠、穩(wěn)定工作是最重要的，那么什么技術(shù)能夠在這么嚴(yán)酷的環(huán)境里讓它能夠在長達(dá)20多年內(nèi)穩(wěn)定工作？英飛凌深刻理解光伏逆變器的工作條件和環(huán)境，在提高IGBT芯片轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，采用.XT 全新的封裝技術(shù)，在芯片表面加上銅金屬化層，以作銅引線對(duì)銅面的鍵合，保證高可靠性的系統(tǒng)焊接，提供更高的功率密度和更高的工作溫度；芯片-襯底焊接工藝改進(jìn)；襯底-基板焊接工藝改進(jìn)。所以，盡管市場(chǎng)上有很多IGBT產(chǎn)品，但更重要的是，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)這些產(chǎn)品是否可以針對(duì)具體應(yīng)用中的特別難點(diǎn)發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)。

隨著國內(nèi)光伏電站建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，特別是大型地面光伏電站的運(yùn)維問題變得越來越突出，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站的智能化監(jiān)控與維護(hù)成為必需。英飛凌MIPAQTMPro屬于智能化控制模塊，跟一般控制模塊最大區(qū)別在于，它是全球領(lǐng)先的數(shù)字控制技術(shù)，其給予智能保護(hù)新的定義：智能檢測(cè)所有關(guān)鍵工作參數(shù)并設(shè)置告警點(diǎn)以達(dá)到最高運(yùn)作可靠性；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，大數(shù)據(jù)工況分析，引領(lǐng)智能保護(hù)未來；內(nèi)置英飛凌安全芯片作防偽保護(hù)，防止偽冒設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)，確保安全及保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)；模塊化，便于并聯(lián)，設(shè)計(jì)快速靈活；高功率密度使逆變器更緊湊。

可再生能源突飛猛進(jìn)發(fā)展對(duì)電網(wǎng)提出新的挑戰(zhàn)，發(fā)展智能電網(wǎng)亦成為必然，英飛凌成功進(jìn)行了實(shí)踐。2010年，英飛凌完成了±800 kV的特高壓直流輸電項(xiàng)目，從云南到廣東輸電，全程2000 km。這是目前為止電壓最高的超高壓直流輸電，英飛凌晶閘管產(chǎn)品在此工程中得到應(yīng)用，這也成為英飛凌的一個(gè)標(biāo)桿工程。

另一個(gè)值得關(guān)注的是由英飛凌IGBT完成的±160 kV的南澳島多端柔性典型高壓直流輸電工程。該工程為世界首例集3大創(chuàng)新技術(shù)于一體的項(xiàng)目：1)將大功率風(fēng)電接入到電網(wǎng)；2)海底直流電纜輸電；3)多端柔性直流輸電。IGBT的特點(diǎn)就是使直流電力傳輸更可控，相對(duì)于傳統(tǒng)的直流輸電來說叫柔性直流輸電，比如對(duì)風(fēng)電、太陽能光伏電力這些相對(duì)不易控制的能源，可控是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。

憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和市場(chǎng)地位，英飛凌功率產(chǎn)品覆蓋從發(fā)電、輸電、用電，再到電能存儲(chǔ)等所有環(huán)節(jié)。英飛凌半導(dǎo)體器件的高能效、長壽命和高可靠性特別適用于新能源發(fā)電所獨(dú)有的地處偏遠(yuǎn)、難以維護(hù)等特點(diǎn)。幫助客戶把清潔能源生產(chǎn)出來，同時(shí)，安全、高效地把清潔能源輸送出去，這正是未來新能源革命的方向所在。中國正在全面布局可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，未來，當(dāng)?shù)聡肮I(yè)4.0”與“中國制造2025”深度融合，英飛凌助力中國可再生能源產(chǎn)業(yè)騰飛，必將大有前程。