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節能減碳車用模擬IC和分離式功率器件日益重要

2017-06-12 17:50:10 未知

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根據拓墣產業研究院調查顯示，在各國政府致力于節能減碳政策的推動之下，促使汽車工業與ICT科技進一步結合，預計將帶動與車輛能源管理相關的模擬IC與分離式功率器件(Power Transistor)在單一車輛的搭載金額，由2016年的188美元上升到2017年的209美元，車輛產業占Power Transistor需求比重達23%，僅次于工業用需求。

拓墣產業研究院研究經理林建宏指出，從法律層面來看，各國政府對于廢氣或是二氧化碳等排放有其嚴格要求，回推到車輛本身，如何進一步降低不必要的能源消耗，以符合政策法規的要求，成為車輛設計的首要課題。

隨著車用半導體在汽車產業的重要性與日俱增，特別是電動車領域（PHEV+BEV）更是增加不少充電、AC/DC、DC/DC等電力系統，來供電給不同的子系統所使用，在此過程中，轉換效率的表現與能源安全管理，就成為車輛能否通過政策法規的核心關鍵，相關半導體組件規格與表現就顯得格外重要。

1. 車輛電壓與電池容量持續上升，帶動模擬IC與Power Transistor需求

林建宏表示，不同于手機將主要的電源管理集成到一顆PMIC，車輛因為安全性的考慮，包含各子系統的穩壓、靜電防護、信號隔絕等等需求，從電力傳輸開始，充電站供電(電動車)、電池管理、逆變器、次逆變器與DC/DC降壓等各類系統都在車輛中扮演其重要角色。

細分其半導體組件，亦可以拆分出包括專用MCU（微控制器）、MOSFET、IGBT、驅動IC與BMS（電池管理系統）IC等，目前主要供貨商，仍以Infineon（英飛凌）、Renesas（瑞薩電子）、ST（意法半導體）與TI（德州儀器）等國際車用半導體大廠為主。隨著電壓與電池容量的上升，不論是在能源轉換效率與電路保護上的需求，均使得車輛對模擬IC與Power Transistor的倚重不斷上升。

以Power Transistor為例，車輛產業對Power Transistor的消耗，預計將由2016年的22%拉升到2017年的23%，到2021年會更進一步提升到26%，車用市場已穩占Power Transistor第二大需求產業位置。

2. 歐美日IDM廠未來可望擴大委外制造，成臺廠機會

觀察臺灣半導體產業在車用模擬IC與Power Transistor的布局，如臺積電與聯電等晶圓代工大廠皆已有代工車用芯片的經驗，隨著車用半導體技術的日漸成熟，未來歐美日IDM大廠在成本考慮之下，或許會將部分產品釋出，委由有量產車用組件經驗的業者代工。

此外，如世界先進已經是英飛凌IGBT產品的代工伙伴，盡管訂單有限，但隨著電動車的日漸普及，IGBT產品又是市場主流的情況下，IGBT用量勢必增加，屆時世界先進或許將有機會取得更多的訂單。

3. 大陸積極布局車用功率半導體，設立一條龍產線

不同于數字電路遵循摩爾定律的路徑不斷微縮，Power Transistor因為組件物理的限制，不僅在尺寸的微縮上受限，耐壓與能源轉換效率也受限材料特性，效能改進面臨瓶頸。但車輛因安全輔助駕駛的需求，對電力系統的要求規格不斷上升，而傳統Si材料在效能改進上出現重大瓶頸，這也使得SiC與GaN材料成為功率半導體組件發展的重點。

憑借全球新車購買量超過三成的龐大市場，大陸廠商致力以電動車作為發展汽車產業的突破口，特別是在功率半導體中SiC與GaN的研究，以及產線的設置也成為發展重點。除了既有的6寸廠升級外，包含廈門、泉州等地均籌備由晶圓、磊晶到組件制造的一條龍產線，此舉也使得傳統由歐美日主導的功率半導體市場，可能將出現新的競爭局面。