車用半導體MOSFET急先鋒
大盤膠著，靜待下一個新變化
近兩年全球汽車產業不景氣，但各大車廠依然積極往電動車與自動駕駛車發展，而背後需要各式的功率元件、影像感測、毫米波雷達等車用半導體，潛在的商機相當可觀。雖然國內在車用半導體領域起步較晚，但相關業者仍努力通過各項車規認證，並與國際車用IDM大廠積極合作，成為供應鏈之一員。
【文／馮欣仁】
受到美中貿易戰干擾，全球車市仍未走出寒冬，不少車廠都開始撙節開支，甚至停工減產；衝擊到車用電子、車用半導體等汽車零組件產業鏈營運。不過日前剛閉幕的法蘭克福車展，賓士、福斯、ＢＭＷ、保時捷等品牌都不約而同發表電動車，主要是因自明年起歐盟九五％汽車二氧化碳排放量必須減少到九五克，二○二一年所有新車都須符合，此一嚴苛法規驅使各家車廠無不積極投入電動車的開發。全球最大車廠福斯汽車推出首款平價電動車ＩＤ３，希望能夠搶攻電動車市占率，不讓Tesla Model 3專美於前。鎖定金字塔頂端客層的保時捷，也發表首款電動車超跑Taycan，不論是性能或續航力幾乎凌駕競爭對手Tesla；同時宣布在三年內投入六○億歐元發展電動車。
儘管全球車市依然疲弱不振，但投資界看好電動車未來的成長潛力。尤其，歐洲市場可望成為中國與美國之外另一新興市場。就各國對於電動車推進時程，根據ＩＥＡ統計，預估二○二五年全球新掛牌電動車可望突破二五○○萬輛，屆時全球新車每四輛就有一輛電動車。車用電子和電動車滲透率長期穩定提升趨勢，有助帶動相關零件及供應鏈表現。除了電動車之外，汽車自動化比例愈高，則需要仰賴更多電子元件協助，依據車用半導體大廠ON Semi指出當自動駕駛車從Level 2升到Level 4時，駕駛輔助系統配備的各種ＩＣ半導體感測器數量，將達到四○個以上；至於電動汽車所搭載的各種電子元件成本將高達五八○美元，電源ＩＣ年複合成長率將達到四二％。
國際大廠主導中高壓MOSFET
雖然目前看來電動車或自動駕駛車的滲透率並不高，但就長期趨勢而言，只是時間早晚問題。從投資角度來看，或許當前不少供應鏈股價在相對低檔位置，若能逢低布局，等待時機成熟，相信股價就會有所反應。因應電動車快速成長，將帶動車用半導體中的功率半導體或元件需求大增。基本上，功率半導體大致可分為功率離散元件（Power Discrete）與功率積體電路（Power IC）二大類，而功率離散元件產品包括金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）、二極體（Diodes）、絕緣柵雙極電晶體（IGBT）；其中，MOSFET占功率半導體比重超過五成。
根據全球功率半導體龍頭英飛凌統計，傳統汽車功率半導體成本約為七一美元，平均每輛新車配備十八顆MOSFET元件，若是純電動車（ＢＥＶ）和油電複合動力車（ＨＥＶ），分別為四五五、三八七美元，MOSFET用量約為二五○顆；不論是成本或是元件使用量均倍數增長。目前全球中高規格MOSFET廠商以歐、美、日的功率半導體ＩＤＭ廠所主導，包括Infineon（IFX）、On Semi（ON）、Vishay（VISH）、Diodes（DIOD）、STMicroelectronics（STM）、Renesas、三菱電機（6503.JP）、Rohm（6963.JP）等。
有鑑於矽材料的發展已接近其物理極限，因此英飛凌也積極投入新世代寬能隙（Wide Band-gap）材料如碳化矽（Silicon Carbide；簡稱SiC）、氮化鎵（Gallium Nitride；簡稱GaN）。英飛凌自一九九二年即跨足SiC技術開發，以溝槽式（Trench）技術突破了平面式SiC製程的瓶頸，在二○一六年發表以CoolSiC為名的MOSFET系列產品並於一七年正式上市，可提供高性能、高可靠度、高功率密度，且具成本效益的電源解決方案；該系列產品將以太陽能、電動車充電系統與工業級電源供應為主要的應用領域。
與傳統矽（Si）材料IGBT和MOSFET的開關元件相比，CoolSiC MOSFET提供了在一二○○Ｖ的開關中具有較低的閘極電荷與電容、反向並聯二極體無反向恢復損耗、較低切換損耗等。韓國現代汽車已宣布未來新世代電動車，將採用英飛凌CoolSiC系列產品。此外，英飛凌為了研發與生產SiC產品，除了與Cree簽署了碳化矽晶圓的供應合約之外，去年更收購位於德國德勒斯登的新創公司Siltectra，該公司開發一種創新的冷切割技術（Cold Split），可有效處理晶體材料，並可大幅減少材料損耗。（全文未完）
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