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電動車IGBT功率模組歐日主導 台廠急起直追

2021/8/7 09:59
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(中央社記者鍾榮峰台北7日電)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,其中以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年至1.5年的時間才可浮出檯面。

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倍至5 倍,但價格差距達10倍至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。(編輯:郭無患)1100807

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