觀察2018年車用電子發展重點, 大致上不脫離智慧化、聯網化、電動化, 隨著地球暖化問題日益受到關切, 各國政府在節能減碳政策上, 左右了電動車未來發展方向, 如何近一步提升能源效率成為各大電動車發展重點, 在節能減碳及便利性的考量下, 第三代半導體材料將成為廠商發展新一代電動車關鍵。
為提升汽車續航力聚焦第三代半導體材料發展, 晶圓代工廠商投入相關業務成市場利好的風向球
第三代半導體材料SiC及GaN具備耐高溫、高頻、高電壓等優勢, 可大幅減少晶片面積, 並大大減輕周邊電路負擔, 以達到車體輕量化目的, 加上低導通電阻及低切換損失的優勢, 使得功率元件進行電壓轉換時的能耗大幅降低, 因此SiC及GaN功率元件能否順利取代「Si基功率元件」(Si基功率元件表示以矽晶圓製造的功率元件)成為電動車節能優化的重點。
近幾年嗅到車用商機的廠商陸續積極卡位,
另外, 台廠還有漢磊及環宇等廠商提供SiC及GaN的代工業務, 逐步發展出垂直分工模式的SiC及GaN功率元件供應鏈, 而晶圓代工廠商投入可說是SiC及GaN的產值規模成長之利好指標。
SiC及GaN產值成長分別受限於汽車認證程式及良率問題
SiC及GaN功率元件在車用領域的採用情形是SiC規模成長的重要關鍵, 然而SiC發展受限於漸進式的取代過程、嚴格費時的認證程式及昂貴的製造成本, 目前多應用于高階電動車且處於測試階段, 因此產值規模仍小。
根據拓墣統計, 2018年SiC晶圓產值僅約1.8億美元, SiC功率元件產值將達3.3億美元, SiC于車用部分不到1%。
▼全球SiC功率元件產值發展
source:拓墣產業研究院
GaN功率元件目前主流以GaN-on-SiC及GaN-on-Si兩種晶圓進行製造, 其中GaN-on-SiC在散熱性能上最具優勢, 其應用在5G基地台的能見度較高, 價格因素使得應用受限,
GaN-on-Si則最具成本優勢, 而成為GaN功率元件的市場主流, 在電源管理晶片及(車用、智慧型手機)充電系統領域的應用最具成長性, 然GaN-on-Si良率仍有優化的空間, 使得GaN-on-Si產值成長受限, 估計2018年約300萬美元。
文丨 拓墣產業研究院 黃志宇