新能源和芯片有啥關(guān)系？
2023-10-2 10:39:56??????點擊：
新能源和芯片有啥關(guān)系？
作為一個數(shù)字芯片工程師，我覺得：
好像真沒啥關(guān)系。
前幾天參加了德州儀器的「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」，有幸和很多行業(yè)大佬（包括儲能、光伏、充電樁、電網(wǎng)等等）一起討論了文章開頭的那個問題。
事實證明，是我冒昧了。
接下來，就和大家分享一下我們討論的三個問題：
1. 可再生能源的潛在痛點有哪些？
2. 半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點？
3. 可再生能源未來的發(fā)展，如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動？
一、可再生能源的潛在痛點有哪些？
聊到這個問題，幾位嘉賓就開啟了「吐槽」模式。比如，新能安儲能研發(fā)總監(jiān)蘇志高表示，電化學(xué)儲能作為主要的能源存儲的載體，它的長循環(huán)壽命、安全可靠性是最大的痛點。現(xiàn)在有越來越多的客戶希望儲能產(chǎn)品的壽命達(dá)到15-20年，這就需要在產(chǎn)品設(shè)計的時候充分考慮安全可靠的問題。
另外，大家對儲能產(chǎn)品（特別是電池）存在的最大擔(dān)憂其實是安全。「安全」是個很寬泛的概念，既包含電池本身的材料安全，又包含電池管理系統(tǒng)的安全。是否能夠設(shè)計更加可靠的故障預(yù)測算法，從而在電池失效甚至出事之前提前預(yù)警，也是儲能產(chǎn)品的巨大挑戰(zhàn)。
話筒傳到光伏領(lǐng)域，古瑞瓦特儲能產(chǎn)品線總監(jiān)王飛飛表示，雖然現(xiàn)在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但仍然存在兩個挑戰(zhàn)：一個是成本、一個是電網(wǎng)接入。成本比較好理解，因為如果沒有補(bǔ)貼的話，光伏的固定成本目前還是沒辦法和火電水電這些傳統(tǒng)能用相比。電網(wǎng)接入則是指，如何能更好的把光伏發(fā)電接入傳統(tǒng)電網(wǎng)、如何做這些新能源的管理和計費(fèi)，這些都是之前大家很少考慮的問題。
主營充電樁業(yè)務(wù)的特來電副總經(jīng)理黃建賓也表示，可再生能源有很強(qiáng)的間歇性，所以如何長時間穩(wěn)定使用就成為一個具有挑戰(zhàn)性的難題。另外雖然現(xiàn)在大家給新能源車充電都還比較便宜，那是由于存在比較多補(bǔ)貼。一旦補(bǔ)貼降低，如何進(jìn)一步降低用電成本，也是這些新能源公司關(guān)注的痛點。
二、半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點？
之所以很多人覺得芯片和能源關(guān)系不大，可能主要是由于傳統(tǒng)能源更多是勞動力密集和資金密集的行業(yè)。但進(jìn)入光伏、儲能和充電樁等可再生能源領(lǐng)域，其實對于半導(dǎo)體芯片和器件帶來了井噴式的需求。拿光伏舉例，現(xiàn)在光伏面板主要用多晶硅、單晶硅，轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到20%~25%，并且使用光伏逆變器，最大化進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換提升發(fā)電量。
作為模擬和功率芯片大廠，德州儀器也有大量相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)布局。比如，TI有進(jìn)行實時控制的MCU C2000TM，這個也算是行業(yè)的明星產(chǎn)品了。電池安全和管理領(lǐng)域，TI也在重點布局電池實時檢測、以及工業(yè)化領(lǐng)域的模擬前端方向。TI會持續(xù)投入更高精度、更高功率密度的技術(shù)和產(chǎn)品。第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，TI也有十幾年的投入，并由自己的工廠和工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，兼顧可靠性和低成本。
此外，TI也在布局與可再生能源相關(guān)的傳統(tǒng)模擬器件和相關(guān)技術(shù)，比如隔離器、電流、電壓采樣、電流傳感等等。而這些方向的重點，是開發(fā)更低的成本、更高可靠性的產(chǎn)品。新型半導(dǎo)體領(lǐng)域，包括寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅、氮化鎵等功率器件，以及針對電源產(chǎn)品的新型電源拓?fù)浼軜?gòu)、創(chuàng)新算法，都會帶來整體轉(zhuǎn)換效率的提升。
當(dāng)然，作為半導(dǎo)體廠商，也要和下游的可再生能源廠商密切配合與合作，不僅做半導(dǎo)體部件和材料的創(chuàng)新，也要做系統(tǒng)級的協(xié)同創(chuàng)新。
拿充電領(lǐng)域舉例，其實就存在很多供需不平衡和損耗的情況。每個電動汽車都有一個70-100度的電池，但如果長期不使用，其實就可以看成一個小的儲能，甚至可以考慮接入電網(wǎng)、把不用的電賣出去，實現(xiàn)「削峰填谷」。
三、可再生能源未來的發(fā)展，如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動？
先看光伏行業(yè)。作為已經(jīng)發(fā)展比較成熟的行業(yè)，其實光伏未來仍然存在很多機(jī)會。比如對于光伏逆變器來說，主要是在提升轉(zhuǎn)換效率，包括加入儲能之后的循環(huán)效率等。這些都會為第三代半導(dǎo)體、高算力的芯片、高精度芯片帶來更多需求。
對于儲能產(chǎn)品來說，TI已經(jīng)和不少行業(yè)頭部玩家深度合作，把汽車級高可靠芯片應(yīng)用到儲能產(chǎn)品中，同時針對電池管理系統(tǒng)的高安全、高可靠性做特定的設(shè)計和優(yōu)化。
對于充電樁來說，則需要半導(dǎo)體支持高功率、大電流、高溫度的工作情況。此外，在充電樁的運(yùn)維方面其實還存在很多智能化的需求。能否將AI技術(shù)結(jié)合到可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)維中，或許也是未來的發(fā)展方向。
結(jié)語
新能源和芯片不僅有關(guān)系，而且關(guān)系重大。這也是我參加這次TI「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」的最大收獲。
TI作為模擬器件和嵌入式芯片「扛把子」的存在，也在加快可再生能源領(lǐng)域的布局和投資。在光伏領(lǐng)域，提供光伏逆變器的高效實現(xiàn)方案；在儲能領(lǐng)域，TI的芯片為鋰電池組提供完備的監(jiān)控、保護(hù)和均衡的功能，提高系統(tǒng)的能量密度和穩(wěn)定性，并利用電池管理和電源轉(zhuǎn)換技術(shù)提高可再生能源存儲系統(tǒng)的性能；在電動汽車充電樁領(lǐng)域，提供高性能實時控制器和無線連接產(chǎn)品，幫助構(gòu)建快速、高效的電動汽車充電解決方案。
在討論的最后，幾位大佬都異口同聲的表示：未來已來，可再生能源已經(jīng)成為了勢不可擋的洪流。傳統(tǒng)能源向新能源轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)技術(shù)也在向新技術(shù)轉(zhuǎn)型。雖然挑戰(zhàn)叢生，但其實都是技術(shù)發(fā)展的重要機(jī)遇。
從這個角度來看，每個參與的人和公司其實都有很大的機(jī)會，就看誰的視野更廣、執(zhí)行力更強(qiáng)了。
作為一個數(shù)字芯片工程師，我覺得：
好像真沒啥關(guān)系。
前幾天參加了德州儀器的「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」，有幸和很多行業(yè)大佬（包括儲能、光伏、充電樁、電網(wǎng)等等）一起討論了文章開頭的那個問題。
事實證明，是我冒昧了。
接下來，就和大家分享一下我們討論的三個問題：
1. 可再生能源的潛在痛點有哪些？
2. 半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點？
3. 可再生能源未來的發(fā)展，如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動？
一、可再生能源的潛在痛點有哪些？
聊到這個問題，幾位嘉賓就開啟了「吐槽」模式。比如，新能安儲能研發(fā)總監(jiān)蘇志高表示，電化學(xué)儲能作為主要的能源存儲的載體，它的長循環(huán)壽命、安全可靠性是最大的痛點。現(xiàn)在有越來越多的客戶希望儲能產(chǎn)品的壽命達(dá)到15-20年，這就需要在產(chǎn)品設(shè)計的時候充分考慮安全可靠的問題。
另外，大家對儲能產(chǎn)品（特別是電池）存在的最大擔(dān)憂其實是安全。「安全」是個很寬泛的概念，既包含電池本身的材料安全，又包含電池管理系統(tǒng)的安全。是否能夠設(shè)計更加可靠的故障預(yù)測算法，從而在電池失效甚至出事之前提前預(yù)警，也是儲能產(chǎn)品的巨大挑戰(zhàn)。
話筒傳到光伏領(lǐng)域，古瑞瓦特儲能產(chǎn)品線總監(jiān)王飛飛表示，雖然現(xiàn)在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但仍然存在兩個挑戰(zhàn)：一個是成本、一個是電網(wǎng)接入。成本比較好理解，因為如果沒有補(bǔ)貼的話，光伏的固定成本目前還是沒辦法和火電水電這些傳統(tǒng)能用相比。電網(wǎng)接入則是指，如何能更好的把光伏發(fā)電接入傳統(tǒng)電網(wǎng)、如何做這些新能源的管理和計費(fèi)，這些都是之前大家很少考慮的問題。
主營充電樁業(yè)務(wù)的特來電副總經(jīng)理黃建賓也表示，可再生能源有很強(qiáng)的間歇性，所以如何長時間穩(wěn)定使用就成為一個具有挑戰(zhàn)性的難題。另外雖然現(xiàn)在大家給新能源車充電都還比較便宜，那是由于存在比較多補(bǔ)貼。一旦補(bǔ)貼降低，如何進(jìn)一步降低用電成本，也是這些新能源公司關(guān)注的痛點。
二、半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點？
之所以很多人覺得芯片和能源關(guān)系不大，可能主要是由于傳統(tǒng)能源更多是勞動力密集和資金密集的行業(yè)。但進(jìn)入光伏、儲能和充電樁等可再生能源領(lǐng)域，其實對于半導(dǎo)體芯片和器件帶來了井噴式的需求。拿光伏舉例，現(xiàn)在光伏面板主要用多晶硅、單晶硅，轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到20%~25%，并且使用光伏逆變器，最大化進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換提升發(fā)電量。
作為模擬和功率芯片大廠，德州儀器也有大量相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)布局。比如，TI有進(jìn)行實時控制的MCU C2000TM，這個也算是行業(yè)的明星產(chǎn)品了。電池安全和管理領(lǐng)域，TI也在重點布局電池實時檢測、以及工業(yè)化領(lǐng)域的模擬前端方向。TI會持續(xù)投入更高精度、更高功率密度的技術(shù)和產(chǎn)品。第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，TI也有十幾年的投入，并由自己的工廠和工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，兼顧可靠性和低成本。
此外，TI也在布局與可再生能源相關(guān)的傳統(tǒng)模擬器件和相關(guān)技術(shù)，比如隔離器、電流、電壓采樣、電流傳感等等。而這些方向的重點，是開發(fā)更低的成本、更高可靠性的產(chǎn)品。新型半導(dǎo)體領(lǐng)域，包括寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅、氮化鎵等功率器件，以及針對電源產(chǎn)品的新型電源拓?fù)浼軜?gòu)、創(chuàng)新算法，都會帶來整體轉(zhuǎn)換效率的提升。
當(dāng)然，作為半導(dǎo)體廠商，也要和下游的可再生能源廠商密切配合與合作，不僅做半導(dǎo)體部件和材料的創(chuàng)新，也要做系統(tǒng)級的協(xié)同創(chuàng)新。
拿充電領(lǐng)域舉例，其實就存在很多供需不平衡和損耗的情況。每個電動汽車都有一個70-100度的電池，但如果長期不使用，其實就可以看成一個小的儲能，甚至可以考慮接入電網(wǎng)、把不用的電賣出去，實現(xiàn)「削峰填谷」。
三、可再生能源未來的發(fā)展，如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動？
先看光伏行業(yè)。作為已經(jīng)發(fā)展比較成熟的行業(yè)，其實光伏未來仍然存在很多機(jī)會。比如對于光伏逆變器來說，主要是在提升轉(zhuǎn)換效率，包括加入儲能之后的循環(huán)效率等。這些都會為第三代半導(dǎo)體、高算力的芯片、高精度芯片帶來更多需求。
對于儲能產(chǎn)品來說，TI已經(jīng)和不少行業(yè)頭部玩家深度合作，把汽車級高可靠芯片應(yīng)用到儲能產(chǎn)品中，同時針對電池管理系統(tǒng)的高安全、高可靠性做特定的設(shè)計和優(yōu)化。
對于充電樁來說，則需要半導(dǎo)體支持高功率、大電流、高溫度的工作情況。此外，在充電樁的運(yùn)維方面其實還存在很多智能化的需求。能否將AI技術(shù)結(jié)合到可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)維中，或許也是未來的發(fā)展方向。
結(jié)語
新能源和芯片不僅有關(guān)系，而且關(guān)系重大。這也是我參加這次TI「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」的最大收獲。
TI作為模擬器件和嵌入式芯片「扛把子」的存在，也在加快可再生能源領(lǐng)域的布局和投資。在光伏領(lǐng)域，提供光伏逆變器的高效實現(xiàn)方案；在儲能領(lǐng)域，TI的芯片為鋰電池組提供完備的監(jiān)控、保護(hù)和均衡的功能，提高系統(tǒng)的能量密度和穩(wěn)定性，并利用電池管理和電源轉(zhuǎn)換技術(shù)提高可再生能源存儲系統(tǒng)的性能；在電動汽車充電樁領(lǐng)域，提供高性能實時控制器和無線連接產(chǎn)品，幫助構(gòu)建快速、高效的電動汽車充電解決方案。
在討論的最后，幾位大佬都異口同聲的表示：未來已來，可再生能源已經(jīng)成為了勢不可擋的洪流。傳統(tǒng)能源向新能源轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)技術(shù)也在向新技術(shù)轉(zhuǎn)型。雖然挑戰(zhàn)叢生，但其實都是技術(shù)發(fā)展的重要機(jī)遇。
從這個角度來看，每個參與的人和公司其實都有很大的機(jī)會，就看誰的視野更廣、執(zhí)行力更強(qiáng)了。
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