車輛產業半導體需求持續拉升,成 Power Transistor 第二大需求市場

作者 | 發布日期 2017 年 06 月 07 日 14:30 | 分類 晶片 , 汽車科技 , 零組件 follow us in feedly

根據 TrendForce 旗下拓墣產業研究院調查顯示,在各國政府致力於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類比 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,車輛產業佔 Power Transistor 需求比重達 23%,僅次於工業用需求。



拓墣產業研究院研究經理林建宏指出,從法規面來看,各國政府對於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,來供電給不同的次系統所使用,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,相關半導體元件規格與表現就顯得格外重要。

車輛電壓與電池容量持續上升,帶動類比 IC 與 Power Transistor 需求

林建宏表示,不同於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量,包含各子系統的穩壓、靜電防護、信號隔絕等需求,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。

細分其半導體元件,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,目前主要供應商,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,均使得車輛對類比 IC 與 Power Transistor 的倚重不斷上升。

以 Power Transistor 為例,Power Transistor 在車輛產業的比重,預計將由 2016 年的 22% 拉升到 2017 年的 23%,車用市場已穩佔 Power Transistor 第二大需求產業位置。

歐美日 IDM 廠未來可望擴大委外製造,成台廠機會

觀察台灣半導體產業在車用類比 IC 與 Power Transistor 的布局,如台積電與聯電等晶圓代工大廠皆已有代工車用晶片的經驗,隨著車用半導體技術的日漸成熟,未來歐美日 IDM 大廠在成本考量之下,或許會將部分產品釋出,委由有量產車用元件經驗的業者代工。

此外,如世界先進已經是英飛凌 IGBT 產品的代工伙伴,儘管訂單有限,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。

中國積極布局車用功率半導體,設立一條龍產線

不同於數位電路循著摩爾定律的路徑不斷微縮,Power Transistor 因為元件物理的限制,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元件發展的重點。

觀察中國廠商在車用半導體的布局,中國藉其在全球新車超過三成的購買量,致力以電動車做為中國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國家發展重點。除了既有的 6 吋廠升級外,包含廈門、泉州等地均籌備由晶圓、磊晶到元件製造的一條龍產線,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。

(首圖來源:Flickr/Alex CC BY 2.0)