Power Electronics for EV/HEV 2018
麥姆斯諮詢
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誰將在電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）市場的爆炸式增長中受益？
從2017年到2023年間， 電動汽車和混合動力汽車銷售的複合年增長率將達到28%——IGBT功率模組市場規模將達到23億美元
就電動汽車和混合動力汽車市場潛力的地域分佈， 本報告揭示了主要市場的差異和發展趨勢。 例如， 當前中國就非常重視電動汽車和插電式混合動力汽車領域， 在該領域去年中國占全球銷售額的50%。 從亞洲各大國的發展趨勢來看， 這種優勢似乎還會持續下去。 相比純電動汽車， 像日本或美國之類的國家更注重全混合動力汽車。
經過對各種類型的電動汽車市場發展的評估， Yole預計電動汽車和混合動力汽車在2018到2023年間的複合年增長率將達到兩位數。 這就意味著在2020年將有1000萬輛包括全部類型的電動汽車和混合動力汽車出售， 到2023年達到1800萬輛。 本報告展示了與電動汽車和混合動力汽車應用有關的電力電子市場（如電源轉換器和電源模組）有何不同表現。
2017~2023年按電動汽車和混合動力汽車類型細分的功率模組市場預測
具有成本效益的技術創新， 是電動汽車和混合動力汽車產業的核心
在本報告中， 介紹了電動汽車電池組技術及其所面臨的挑戰。 生產成本是當今的主要障礙之一， 但使用高電壓的電池可能是一些汽車製造商的發展方向之一。
保時捷是朝這個方向發展的活躍度最高的公司， 隨後其背後的大眾汽車集團也可能會採用這種技術。 使用更高的系統電壓帶來的一個明顯的優點是可以使用快速充電技術。
在絕緣柵雙極電晶體（IGBT）功率模組層級別， 近年來封裝設計有所轉變。 IGBT功率模組已不再採用傳統的封裝技術， 即塑膠外殼、有機矽凝膠封裝和陶瓷基板。 現在的封裝更緊湊， 用有機材料隔離環氧樹脂轉模模組， 這是實現牽引逆變器IGBT模組的一大革新。 這些緊湊和靈活的設計有助於更好地集成電源轉換器。 作為其中的一種轉變， 雙面冷卻模組已經在電動汽車和混合動力汽車產業中廣泛應用。 第一個採用雙面冷卻模組的是雷克薩斯汽車，
另一個重要的趨勢是有機絕緣箔的到來， 它避免了昂貴而剛性的陶瓷基板。 令人驚訝的是， 有機絕緣箔隔離層本身顯現出了更低的熱導率， 只有10 W/mK， 相比氧化鋁有24W/mK和氮化矽有90W/mK。 不過它給設計帶來了靈活性， 使用較厚的絕緣金屬基板（IMS）結構， 在其頂部和底部裝上銅板， 這可以為每個定制的設計優化熱傳導路徑。 這種新型基板顯然將威脅到陶瓷基板供應商， 因此他們需要利用新的、適用性更好的陶瓷方案予以回擊。
最後， 報告討論了碳化矽（SiC）金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）在電動和混合動力汽車轉換器中的廣泛應用。 一些早期的採用者已經開始使用SiC， 比如中國汽車製造商比亞迪的車載充電器， 或者美國電動汽車代表特斯拉Model 3車型應用的逆變器。 然而， SiC仍處於小批量使用階段， 仍需要將矽IGBT作為備份解決方案。 其他汽車製造商更保守， 還沒有看到採用 SiC MOSFET所能帶來的系統級優勢。 Yole對該產業進行了前景預測， 及其與SiC在汽車供應鏈中的滲透相關的發展趨勢。 Yole還分析了GaN功率器件的潛力， 但它們尚未成熟到可以在短期內應用於電動汽車。
電動汽車和混合動力汽車領域材料供應商的商業機會
充滿活力的電動汽車和混合動力汽車產業將如何發展？新的商業機會是什麼？
本報告探討了電動汽車和混合動力汽車的市場和技術發展動態，包含了Yole分析師關於供應鏈變化和新商業機會的觀點。如前所述，中國是當前最大的電動汽車市場。然而，用在中國大部分車上的IGBT功率模組都是外國製造的。對於中國電動汽車產業，特別是中國政府來說，這不是一個可持續的解決辦法。中國當前的電動汽車產業模式主要基於幾家本地和外國公司的合資企業，還處於汽車整車製造商層面，一級供應商級別的業務涉及較少。這主要是由於政府對外國公司的限制。在未來幾年，我們應該可以看到中國政府為滿足本土市場供應，而在功率器件製造方面採取的舉措。
另外，在未來幾年內，我們將看到許多成本降低舉措，使技術更便宜，並有助於改善廠商電動汽車和混合動力汽車業務的財務狀況。一些製造商稱電動汽車由於成本太高而無利可圖。其中，電池是成本高的主要原因，一級供應商們正努力在電源模組、轉換器上尋找更好的技術來降低成本。SiC MOSFET在電動汽車和混合動力汽車中的應用，也將取決於一級供應商如何通過使用SiC降低系統級成本。為此，我們仍然期待在電動汽車和混合動力汽車產業的大量技術發展，將為各種各樣的公司帶來很多新的商業機會，包括材料供應商、集成器件製造商、中國的半導體公司、外包半導體封裝測試公司，以及一級供應商。在Yole 2018版的報告中，對這個複雜的產業生態系統進行了詳解。
電動汽車和混合動力汽車為傳統電力電子供應商帶來的威脅
本報告涉及的部分公司：BAIC, Beiqi, BMW, Bosch, BYD, Chery, Continental, CRRC/Dynex, Daimler, Delphi, Denso, Dongfeng, DAW, Fiat, Ford, Fuji Electric, Geely, General Motors, Hitachi, Honda, Huanghai, Hyundai, Infineon/ International Rectifier, JAC, Kandi, Kia, Macmic, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Motors, Nissan, Oak Ridge National Laboratory, Porsche, Renault, SAIC, Schaeffler, Semikron, Siemens, Starpower, STMicroelectronics, Tesla Motors, Tianjin Qingyuan Electric Vehicles, Toshiba, Toyota, Valeo, Volkswagen, Volvo, Wanxiang Electric Vehicles, Zotye...
電動汽車和混合動力汽車領域材料供應商的商業機會
充滿活力的電動汽車和混合動力汽車產業將如何發展？新的商業機會是什麼？
本報告探討了電動汽車和混合動力汽車的市場和技術發展動態，包含了Yole分析師關於供應鏈變化和新商業機會的觀點。如前所述，中國是當前最大的電動汽車市場。然而，用在中國大部分車上的IGBT功率模組都是外國製造的。對於中國電動汽車產業，特別是中國政府來說，這不是一個可持續的解決辦法。中國當前的電動汽車產業模式主要基於幾家本地和外國公司的合資企業，還處於汽車整車製造商層面，一級供應商級別的業務涉及較少。這主要是由於政府對外國公司的限制。在未來幾年，我們應該可以看到中國政府為滿足本土市場供應，而在功率器件製造方面採取的舉措。
另外，在未來幾年內，我們將看到許多成本降低舉措，使技術更便宜，並有助於改善廠商電動汽車和混合動力汽車業務的財務狀況。一些製造商稱電動汽車由於成本太高而無利可圖。其中，電池是成本高的主要原因，一級供應商們正努力在電源模組、轉換器上尋找更好的技術來降低成本。SiC MOSFET在電動汽車和混合動力汽車中的應用，也將取決於一級供應商如何通過使用SiC降低系統級成本。為此，我們仍然期待在電動汽車和混合動力汽車產業的大量技術發展，將為各種各樣的公司帶來很多新的商業機會，包括材料供應商、集成器件製造商、中國的半導體公司、外包半導體封裝測試公司，以及一級供應商。在Yole 2018版的報告中，對這個複雜的產業生態系統進行了詳解。
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