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特斯拉電動車帶動SiC模組 台廠拚自主供應鏈

2021/8/7 10:02
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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,第三代半導體碳化矽(SiC)晶片與模組是重要關鍵,包括鴻海集團等台廠積極建立供應鏈,不過產業人士指出,台灣在SiC模組上游供應鏈可能出現斷層,政府應該積極重視。

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,其中以絕緣柵雙極電晶體(IGBT)模組和第三代半導體SiC晶片和模組最為重要。

第三代半導體材料是以碳化矽SiC及氮化鎵(GaN)為材料主流,相較傳統第一、二代材料如矽(Si)、砷化鎵(GaAs)等,第三代半導體具備尺寸小、效率高、散熱迅速等特性。適合應用在5G基地台、加速快充以及電動車充電樁等應用。

從高電壓和散熱功能來看,鴻海分析,第三代半導體SiC元件效能比GaN元件佳,可快速充電,用在車載領域SiC元件相對有優勢;在可靠度SiC元件也具有優勢。

產業人士表示,SiC模組目前主要是電動車大廠特斯拉(Tesla)帶動採用,導入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。由於電動車用IGBT模組和SiC模組產線基本上可共用,因此台灣廠商除了布局電動車用IGBT模組,也同步開發SiC模組。

8月5日鴻海集團以新台幣25.2億元取得旺宏竹科6吋晶圓廠,強攻SiC元件晶圓製造,預估到2024年月產能可到1.5萬片,因應每月3萬輛電動車製造所需功率元件,鴻海藉此欲在電動車功率元件和模組站穩先機。

其他台廠也積極布局SiC模組,例如二極體廠朋程在SiC模組代工機種預計今年第4季導入量產,布局IBGT 模組的同時,朋程也與IBGT模組客戶洽商SiC模組計畫,透過與日系SiC晶片客戶合作,朋程超前部署先在SiC 模組及封裝累積經驗。

此外台廠也前進SiC模組上游供應鏈,例如晶圓代工廠漢磊和轉投資磊晶矽晶圓廠嘉晶布局SiC與GaN等第三代半導體;太極能源與母公司廣運轉投資盛新材料,布局SiC長晶和切晶;被動元件大廠國巨集團旗下同欣電)與成功大學合作開發活性金屬硬焊製程級材料自製化,布局高功率GaN及SiC封裝用陶瓷基板。

不過從國際大廠來看,包括Cree、Ⅱ-Ⅵ、英飛凌(Infineon)、意法半導體(STM)、羅姆半導體(ROHM)、三菱電機(Mitsubishi)、富士電機(Fuji Electric)等,已先在SiC晶圓領域卡位,製造以6吋或8吋晶圓為主;而台廠目前以4吋為主,6吋晶圓技術尚未規模化生產。

產業人士指出到2023年之前,台廠與客戶在SiC模組仍處於產品開發與樣品驗證階段,且台灣半導體產業在研發SiC晶片,在前段磊晶和長晶製程仍有待努力,自主供應鏈可能出現斷層,政府應積極重視。

展望SiC模組發展,產業人士分析,電動車成本最高的前3大項就是電池、電機和電控系統,若一般電動車電控系統內建SiC模組,電控系統成本可能超越電池躍居第1,影響電動車售價;若SiC模組和IGBT模組價差縮小至3倍到5倍,SiC模組在電動車市場才有機會提高滲透率。(編輯:郭無患)1100807

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