小小二极管，储能赛道的隐形王者

2025-10-27

电子发烧友网报道（文 / 黄山明）在全球“双碳”战略和新型电力系统建设的推动下，储能迎来爆发式增长。二极管作为储能系统实现整流、续流、保护等基础功能的关键元器件，其市场规模和技术水平也进入快速升级阶段。

从光伏储能逆变器到 PCS，从用户侧储能系统到电网侧大型储能电站，二极管的性能直接影响储能系统的效率、可靠性和成本控制，是储能产业链中不可或缺的重要环节。

二极管在储能领域飞速发展

当前，储能赛道正从解决有无问题迈向追求高质量阶段，每度电成本每降低 0.01 元，项目净现值就能提升 2% - 3%。在这个注重细节的赛道上，二极管用量大、单价低，却决定着效率、安全和寿命。

数据显示，2025 - 2030 年，中国部分二极管细分领域（如 PIN 二极管、大功率激光二极管、车规级器件等）将迎来结构性增长，整体市场规模预计从约 200 - 250 亿元增长至 400 - 500 亿元，年均复合增长率在 10% - 13% 之间，主要受新能源汽车、5G 通信及光伏等新能源应用的驱动。

以储能市场为例，2024 年全球储能二极管出货量约 42 亿颗，市场规模仅 18 亿元，但影响系统 BOM 成本超过 110 亿元；2025 - 2027 年储能装机年复合增速预计 45%，二极管需求将同步放大至 90 亿颗，市场规模突破 40 亿元，碳化硅渗透率由 12% 提升至 38%，带动均价年增 7% - 9%，显著高于行业平均。

从需求结构来看，储能系统的二极管主要消耗在三个节点。一是 BMS 占 55%，单台 20 尺集装箱约需 1600 - 1800 颗，以 TVS、肖特基为主；二是 PCS 占 30%，单台 500kW 机型需 120 - 150 颗，以快恢复、碳化硅肖特基为主；三是辅助电源、防雷、热管理占 15%，用量分散但毛利率最高。

随着储能技术的发展，二极管高压化、高频化、高温化趋势明显。1000V 系统向 1500V 升级，TVS 钳位电压从 40V 提至 60V；PCS 开关频率由 16kHz 升至 50kHz 以上，硅基 FRD 反向恢复损耗占比超过 1%，需换成碳化硅肖特基；电池簇内部温差要求≤ 3℃，温敏 TVS 二极管成为新增标配。

在技术路线上，硅基方案仍主导 BMS 防反、均衡场景，但 2025 年起 45V 以上平台加速导入 Trench 肖特基，正向压降由 0.45V 降至 0.28V，系统效率提升 0.4pct，芯片面积缩小 20%，成本增幅仅 0.03 元/颗，已获主流 BMS 厂商批量招标。

SiC 肖特基在 PCS 侧渗透率增长最快，650V/10A 器件 2024 年均价 2.8 元，2025Q2 降至 1.9 元，与硅基价差缩至 1.4 倍，经济临界点出现；1700V 器件国内仅三安集成、基本半导体、扬杰科技三家具备量产能力，毛利率维持 50% 以上。更高端的集成型二极管 + 温度传感芯片，单颗售价 0.45 美元，毛利率 60%，被 Littelfuse、安森美垄断，国产替代空间巨大。

此外，GaN 二极管也开始应用，在超级电容储能系统中，GaN 横向结构器件开关速度达 10MHz，充放电循环寿命超 5000 次，如华为推出的 Power S 技术使储能系统能耗降低 10%。

储能技术推动二极管产业链协同创新

新型储能的发展推动着二极管的创新。在结构上，三维垂直结构二极管通过优化电流路径，将电流从横向转为垂直传输，大幅提升器件性能。如垂直结构的 PiN 二极管，利用深沟槽蚀刻与外延生长技术，使电流密度提升至 200A/cm² 以上，同时降低正向导通压降，可承受数千伏反向电压，有效减少换流站的器件数量与系统损耗。

半导体制造工艺进入纳米时代，二极管向微型化、集成化发展。纳米级工艺集成使二极管与晶体管、电容等器件的异构集成成为可能，出现纳米级封装和智能功率模块。此外，集成传感器功能的智能二极管将涌现，可实时监测温度、电压等参数，为电子系统的自适应调控提供依据。

其中，封装环节过去被视为低门槛劳动密集型工序，如今成为性能释放的关键瓶颈。SiC 二极管允许结温 200℃，但传统 TO - 247 封装热阻 0.8K/W，无法发挥高温优势；国内领先厂商采用银烧结 + 铜夹 + 顶部冷却的 DFN8 × 8 封装，热阻降至 0.35K/W，结温降低 25℃，允许 PCS 在 65℃环境温度下仍输出满载功率，散热器铝材减重 30%，系统成本下降 0.015 元/W。

系统端是技术变现的最后一步，也是订单放量的关键。在光伏与储能领域，1500V 高压平台已成为主流，对主功率半导体提出更高要求——器件耐压需达到 1700V 甚至 2000V，推动 SiC 肖特基二极管及高压快恢复二极管的应用。

在此背景下，国际大厂如 Wolfspeed、英飞凌等因产能紧张，交期普遍长达 20 - 26 周；而国产厂商依托本土化 SiC 衬底、外延、芯片制造与封测一体化能力，将交付周期压缩至 8 - 12 周。在 2023 - 2024 年供应紧张阶段，部分国产高压器件即便溢价 10%，仍因交付保障而获得下游客户积极导入。尽管 2025 年价格竞争加剧，但在高可靠性、短交期需求驱动下，具备垂直整合能力的国产厂商仍在 1500V 系统供应链中占据重要地位。

从长远看，现货市场价差扩大，调频收益占比提升，PCS 需要更高开关频率以降低谐波，SiC 肖特基 + GaN 混合方案已在实验室完成 200kHz 样机，效率提升至 99.2%，若 2026 年商业化，将拉动新一轮器件升级。

在竞争格局上，储能二极管市场呈现国内企业崛起与国际巨头割据高端市场的局面。国际企业如英飞凌、安森美、意法半导体凭借在 SiC 材料研发和车规级认证壁垒上的优势，仍占据高端市场主导地位，其中英飞凌的 CoolSiC™ 技术覆盖 650V - 1700V 电压等级，2025 年其德国居林工厂产能扩张至 4 万片/月，目标 2030 年占据全球 30% 市场份额。

中国企业在政策支持与本土市场需求驱动下，实现了从跟跑到并跑的跨越。2024 年前五大电荷存储二极管制造商合计占据行业总产量的 62.1%，扬杰科技、华润微电子、士兰微等企业表现突出，其中扬杰科技以 19.8% 的市场份额位居行业第一，士兰微凭借在 SiC 材料领域的技术优势，2025 年已占据国内碳化硅二极管市场的 28%。

国内企业通过与比亚迪、阳光电源等系统厂商的战略合作，构建起从材料、芯片设计到封测的完整生态链。2025 年国内领先企业占据约 62% 的市场份额，预计到 2030 年将增长至 68%，中国在全球吸收二极管市场的占有率也将由当前的 32% 提升至 40% 以上。

总结

二极管在储能系统中的价值权重正在系统性提升，从可有可无变成数据入口 + 效率杠杆 + 保险凭证，产业链各环节通过联合定义规格、共享运行数据、锁价锁量，实现成本共摊与收益共享，协同创新速度远超传统功率器件周期。2025 - 2027 年，储能二极管市场复合增速 30%，高于储能系统整体 20% 的 β，具备技术领先且产能释放节奏匹配需求爆发的公司，将获得超越行业的估值与业绩双重红利。

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