组串式逆变器由于采用“先直流转交流、再升压”的两级拓扑结构,其单GW所需的IGBT器件数量确实大于集中式逆变器。集中式逆变器是将汇总后的直流电一次性转换为交流电,单机功率更高,所需IGBT模块明显更少;而组串式逆变器转换后还需升压至电网兼容电压,需要转换两次,因此单GW所需的IGBT器件也更多。这一结构性差异,正在深刻影响功率器件产业链上下游的联动方式。
拓扑差异带来的需求变化
光伏逆变器主要分为集中式和组串式两类。集中式逆变器把汇总后的直流电转为交流,单机功率更高,适用于大型地面电站,由于是汇总后再进行直流转交流(DC-AC),所需IGBT模块明显较少。组串式逆变器则是先转换后汇总,但转换后仍需升压至电网兼容电压,需要转换两次,单GW所需IGBT器件大于集中式。
此外,微逆的功率更低,根据同样的逻辑,单个逆变器功率越低,IGBT成本占比也会更高。从市场空间测算来看,组串式逆变器的IGBT成本占BOM比例约为15%,集中式约为12%,组串式的IGBT单瓦价值量也相对更高。
产业链上下游的协同响应
上游芯片设计与制造环节:这一需求变化直接传导至IGBT器件的供给结构。目前大功率(集中式)逆变器以模块出货为主,小功率(组串式)则以单管为主。由于户用和分布式装机持续发力,单管产品的缺口相对更大。国内单管产能方面,宏微、士兰微、新洁能以及斯达处于第一梯队,其中宏微与华为合作紧密,新洁能绑定德业,斯达则与汇川关系密切。模块方面,目前仍以英飞凌、安森美等海外厂商为主,斯达和中车有相应产品,士兰微也在研发中。
下游逆变器厂商的采购策略:面对组串式逆变器对IGBT单管器件的更大需求,下游厂商倾向于与上游器件企业深度绑定、联合研发。这种从源头定制器件的模式,正是IGBT行业实现国产替代的关键路径。IGBT厂商一般遵循从工控/家电到逆变器、再到新能源车的升级路径,光伏逆变器市场是连接消费级与车规级市场的重要中间环节。
常见问题
为什么组串式逆变器需要的IGBT更多?
组串式逆变器采用先转换后升压的拓扑结构,直流转交流后还需要再次升压至电网兼容电压,相当于进行了两次功率转换,因此单GW所需IGBT器件数量大于集中式逆变器。
单管和模块在光伏逆变器中如何分工?
大功率的集中式逆变器以IGBT模块出货为主,小功率的组串式逆变器则以单管为主。由于组串式需求持续增长,单管的缺口相对更大,这也带动了国内单管产能第一梯队厂商的发展。
功率器件产业链如何应对这一趋势?
上游芯片设计与晶圆制造环节需要与下游逆变器厂商联合研发、从源头定制器件。下游厂商则倾向于与上游企业深度绑定,形成协同开发模式,这既是适配下游需求的关键,也是国产替代的重要路径。