電動車 IGBT 功率模組歐日主導,台廠急起直追

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 07 日 14:53 | 分類 晶片 , 汽車科技 , 電動車 Telegram share ! follow us in feedly


電動車帶動功率半導體和模組需求,絕緣柵雙極電晶體(IGBT)模組是關鍵之一,台灣廠商積極布局自主供應鏈,不過目前 IGBT 晶片與模組主要由歐洲和日本廠商主導,台廠在 IGBT 晶片製造仍有待急起直追。

電動車市場成長帶動關鍵功率半導體元件和模組需求,攸關變頻、變壓、變流、功率放大、功率管理等功能,也攸關電動車快速充電效能,以 IGBT 和第三代半導體碳化矽(SiC)晶片和模組最為重要。

產業人士指出,IGBT 晶片製造以矽晶圓為基礎,在電動車主要應用在電動控制系統、車載空調系統、充電樁逆變器等 3 個子系統,約占整車成本的 7% 至 10%。而 SiC 模組目前主要是電動車大廠特斯拉(Tesla)帶動採用,導入主驅逆變器和車載充電器應用,不過其他電動車廠採用 SiC 模組時間,最快也要到 2023 年。

從市場規模來看,法人引述研調機構預估 2022 年全球 IGBT 市場可到 60 億美元,中國 IGBT 市場預估 2023 年可到人民幣 290.8 億元;去年全球 SiC 市場規模不到 20 億美元。

不過 IGBT 晶片元件主要由歐洲和日本大廠主導,其中歐洲英飛凌(Infineon)全球市占率超過 32%,日本富士電機(Fuji Electric)占比近 12%,歐洲安森美半導體(ON Semiconductor)近 8%,另外包括日本東芝(Toshiba)、三菱電機(Mitsubishi)、歐洲意法半導體(STM)等。

IGBT 模組也由英飛凌、三菱和富士電機等三大廠主導,其中英飛凌市占率超過 35%,三大廠市占率達 58%。中國廠商也正急起直追,包括斯達半導體、中車時代電氣、威科電子、比亞迪等積極布局電動車用 IGBT 模組。

台灣廠商積極建立電動車用 IGBT 自主供應鏈,例如二極體廠朋程在電動車用 IGBT 模組已有初步成果,預期第 4 季送樣客戶專案,10 月提功能驗證和信賴性驗證,預估明年底首樣機種小量出貨,最快明年底開始貢獻營收。

鴻海集團在出貨製造高電壓高電流 IGBT 模組,已有 7 年至 8 年經驗,主要應用於馬達控制,鴻海轉投資夏普(Sharp)在 IGBT 模組也有製造能力。

導線架廠界霖已切入電動車和油電混合車用 IGBT 模組,客戶包括日系和歐系車廠,應用在車用和充電樁領域;艾姆勒車電(2241)也積極開發電動車 IGBT 晶片散熱模組;保護元件廠聚鼎(6224)子公司聚燁科技也布局電動車 IGBT 模組散熱應用。

不過產業人士指出,電動車用 IGBT 晶片製造以 12 吋晶圓為主,英飛凌和 Cree 等大廠已量產,台廠 IGBT 晶圓以 6 吋晶背產能為主,應用在電冰箱等商用領域,至於台廠在 IGBT 晶片發展進度,還需要 1~1.5 年才可浮出檯面。

比較 IGBT 模組和 SiC 模組功能效益,產業人士分析,SiC 模組可讓電動車加速性能佳、充飽電後里程數較遠、充電速度快且導電時間短,且散熱效益可差 3~5 倍,但價格差距達 10~15 倍,因此 SiC 模組主要應用在高里程高階的電動車款,預期短期未來 5 年電動車用功率模組仍是以 IGBT 模組為主。

(作者:鍾榮峰;首圖來源:鴻海)

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