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電動車熱潮帶動功率半導體起飛

電動車熱潮帶動功率半導體起飛


2021.10.04 功率半導體元件是電動車關鍵零組件。圖/富邦證提供

富邦證券:台灣功率半導體元件供應鏈充滿機會

今年七月歐盟執委會宣布將提案在2035年後禁售燃油車,美國總統拜登也宣布2030年後美國一半以上的新車將是電動車,美歐兩大汽車強權聯手推動電動車的發展,更加確立電動車的未來主流趨勢。根據統計今年前七月全球電動車銷售量已突破200萬輛,超過2020年的銷售總量,今年將超過400萬輛,預估到了2030年全球電動車產量將達到2500萬輛,是一個十倍速的成長趨勢。

根據車用半導體大廠英飛凌的分析,每一台燃油車大概要用到18個功率半導體元件,電動車則是需要用到250個功率半導體元件,數量將近13倍;而每一台燃油車的功率半導體成本為71美元,電動車則是450美元,金額超過五倍。富邦證券表示,隨著電動車的快速成長需求,功率半導體市場需求將會呈現倍速的成長,其中的商機也就令人期待。

半導體元件可以分為兩大類,大家最為熟知的是微電子元件,強調體積小、高效低耗,運用在各種資訊計算、處理及傳輸的工具;而另一類就是電力電子元件,又稱為功率半導體元件,特點為大功率、快速化,是電子裝置的電能轉換與電路控制的核心;廣泛應用於電力系統、再生能源、馬達驅動、電池儲能,等各種電力應用裝置。富邦證券表示,受惠於電動車快速發展、汽車電子化比重提升以及再生能源及手機快充等新應用興起,功率半導體在提高能源轉換效率上佔有重要地位,產業需求將大幅提升。

功率半導體主要分為分離式功率元件、電源IC。其中產值以電源管理IC最大;不過因為車用及工業用領域需求增加,未來主要成長力道以MOSFET、IGBT這些功率元件需求成長最快。那什麼又是MOSFET和IGBT呢?進一步分析,功率半導體元件可分為:二極體、電晶體和閘流體三大類 。

二極體(Diode)是一種電子元件,具有單向導電功能,可以稱為電流的「閥門」,是最基本但也是最重要的電子元件之一。電晶體(Transistor)的結構比二極體多出了一個接合面,又稱為三極體,其功能為「放大」與「開關」。電晶體又可以再分為:雙極性電晶體(BJT)和金屬氧化場效應電晶體(MOSFET)。其中MOSFET主要用於電子裝置的中低功率及高頻的電力轉換;而將BJT與MOSFET結合就成為混合式電晶體IGBT,正式名稱是絕緣閘雙極電晶體,IG主要應用在高功率、低頻的電力轉換。MOSFET與IGBT是電動車主要應用的功率半導體元件。至於閘流體 (Thyristor),則是一種開關裝置,用來控制電流流通。

2020 年全球功率元件市場規模約 170 億美元,預計 2026 年將成長至 246 億美元,2020-2026 CAGR 7.7%,主要成長動能來自於電動車、新能源發電、儲能、快充等應用商機。根據市調機構預測,2020-2026年車用功率半導體元件市場規模將由15億美元快速成長到55億美元,年複合成長率將近26%,遠高於整體功率半導體元件市場的增長力道,可以看出車用需求是驅動功率半導體元件市場成長的最主要力量 。

功率元件在電動車驅動上扮演舉足輕重的腳色,其應用在電動車內包含控制馬達的逆變器(Inverter)、升/降壓轉換器(DC/DC Converter)及車載充電器(On Board Charger) 、電池管理系統及馬達控制器。富邦證券表示,從電動車的成本結構來看,所謂的三電:電池、電機、電控就佔電動車成本三分之二以上,不管是電池的充電、馬達的控制、電壓的轉換都需要好的功率元件,才能有效減少功率的耗損,提升電動車的續航力。也因為電動車的高電壓、大電流,讓原本的車用功率元件規格提升、需求量增加,因此造就車用功率元件的快速成長動能。

台灣的半導體產業供應鏈原本就相當完整,過往受制於汽車產業的封閉性供應鏈,在功率半導體部分相對並沒有表現的空間。富邦證券表示,隨著電動車大廠TESLA衝擊傳統的汽車製造供應鏈,引進大量的電子零組件供應商,加上這波車用晶片大缺貨,也使得台灣的相關廠商得到在車用電子突破的商機,從電源管理IC、功率元件到功率模組,各領域都有相關的上市櫃公司值得中長期投資人留意。

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