在構建以新能源為主體的新型電力系統的逐步推進下，數智化與減碳化兩大趨勢的交集出現了芯片新的應用突破口，光伏儲能作為近些年增速最快的可再生能源細分領域，為半導體產業帶來了新的機遇和挑戰。
芯片的“新”戰場
2023年上半年，中國的新能源市場迎來歷史性時刻：全國可再生能源裝機突破13億千瓦，達到13.22億千瓦，同比增長18.2%，首次超過煤電，約占我國總裝機的48.8%。其中，光伏作為可再生能源主力軍，新增并網7842萬千瓦，同比增長154%。
在光伏產業鏈各環節，芯片應用隨處可見，特別是系統核心設備光伏逆變器中，芯片作為核心元器件，在提升轉換效率、安全性和智能化水平等方面發揮著著重要作用。
而逆變器芯片，少不了德州儀器（簡稱“TI”）的身影。據了解，早在中國光伏市場起步初期，TI C2000? 實時微控制器 (MCU) 就借助其電力電子控制領域的積累，廣泛應用于光伏逆變器中。C2000? MCU 具有超高性能的 C28 數字信號處理器、硬件算法加速器、CLA（控制律加速器）及 CLB（可配置邏輯塊）等多種處理器內核組成的異構計算架構，完美應對光伏高動態性給系統帶來的挑戰。
2023 年 9 月 19 日，在由TI主辦的2023 年德州儀器可再生能源半導體技術創新峰會上，德州儀器中國區技術經理鄭越對北極星電力網表示，“TI的產品會針對新能源領域做一些優化，主動聽取客戶的意見，通過創新助推光伏行業的系統的革新。例如， TI的C2000? 發布至今，仍然在不斷對其迭代創新，提高性能，降低成本。”
儲能“芯”機遇
BMS具備電池充電、平衡和健康度監測功能，并配有微處理器，負責系統控制和通信。在常見的BMS中通常需要AFE、ADC、MCU及數字隔離器等芯片。
AFE芯片是BMS中的一個關鍵芯片，主要負責實時采集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，與外部設備如控制器交換信息。因此一個高性能 AFE是實現高水平 BMS 的關鍵，應在精確性、安全性以及系統成本等方面解決客戶的痛點。
針對上述痛點，TI的 BQ7961x 系列精密電池監控器、平衡器和集成硬件保護器，就是一款迎合儲能客戶需求的AFE。基于不同的標規，從精度、溫度、高頻通信及安全等方面滿足儲能系統要求，完善系統的可靠性、度電成本、靈活性，通過高級集成，降低系統的開發門檻和成本。
更重要的是，TI 的 BQ7961x 系列采用隔離式差分菊花鏈通信，可以實現雙向通信及雙向喚醒，在某個節點損壞的情況下，仍然可以實現通信，并且在電池簇管理上，也采用菊花鏈方式，連接包括霍爾傳感器、保險絲、風扇、繼電器等監控。
鄭越認為，光儲融合當下另一個痛點就是生命周期的不同步。光伏面板的壽命一般是25年，儲能電池和逆變器的壽命一般是10-15年，需要讓逆變器和儲能的壽命同步提升，才能最大可能地提高項目整體的使用壽命。
針對這一點TI早有布局，日前TI正式發布全新光耦仿真器的產品組合，旨在提高信號完整性，降低功耗，提升系統性能，并且延長光伏、儲能等場景應用的壽命。TI隔離產品有更好的隔離絕緣強度，在行業有口皆碑。
TI秉持著“把所有的簡單留給用戶把系統設計的難點、問題留給自己”的理念，以系統級的解決方案幫助下游生態客戶實現具體應用的參考設計，既能夠使系統簡單地實現功能，又能夠安全可靠地實現所有的儲能標準。
第三代半導體開辟“新”賽道
縱觀儲能行業的發展態勢，第三代半導體在儲能技術中的應用的增長非常迅速，第三代半導體的高熱導率、低開關損耗等特性可以提升器件的能源轉換效率及循環壽命，在儲能方向具備巨大的應用潛力。不僅如此，無論是由儲能還是5G等前沿技術主導革新的能源和通信行業，還是算力支撐的數字經濟整體，第三代半導體都將成為產業升級的核心驅動力之一，擁有著廣闊的應用前景。
第三代半導體也稱寬禁帶半導體，有著突出的光電特性。如今各國和地區都在加強對第三代半導體技術研究和產業布局。
氮化鎵（GaN）是最具代表性的第三代半導體材料，相比硅禁帶寬度高，通俗地來說材料耐高壓的能力比較強，非常適用于高壓領域的應用。
對此，鄭越表示，第三代半導體可以實現產品小型化、高頻化，同時具備的優良特性，使得氮化鎵材料一定是將來。TI很早就投入到該領域，氮化鎵器件是TI在功率半導體領域未來的重點發展方向。
近年來，TI的科研人員攻克關鍵技術難題，通過不斷發展和迭代，盡力大幅度降低氮化鎵的制造成本，通過優化后的材料做出可靠的器件，在高壓PCS、隔離等領域推出了很多主力產品。同時，產品參照嚴苛的測試標準搭建可靠性測試，只有經受住長時間可靠性測試驗證后的產品才會被推向市場。
同時，TI產品具有高度的集成性，集驅動、檢測和保護功能于一體，可以讓用戶實現從傳統的硅MOS技術向氮化鎵技術的平滑過渡，無需增加額外的設計成本，就能提升整體的設計性能。
數智化技術助力能源行業轉型，已成當前各行各業未來發展的共識。鄭越表示，服務好中國的客戶，這是TI一直在堅持做的事情。TI擁有研發、設計、生產到銷售的全鏈條，在中國有近20個分公司，通過本地團隊支持客戶，實現更及時的響應。推動安全、可靠、高效的綠色能源系統落地，加速中國綠色電網建設。
