电动汽车IGBT功率模块欧日主导,台厂急起直追

电动汽车带动功率半导体和模块需求,绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块是关键之一,台湾厂商积极布局自主供应链,不过目前IGBT芯片与模块主要由欧洲和日本厂商主导,台厂在IGBT芯片制造仍有待急起直追。

电动汽车市场增长带动关键功率半导体组件和模块需求,攸关变频、变压、变流、功率放大、功率管理等功能,也攸关电动汽车快速充电性能,其中以IGBT和第三代半导体碳化硅(SiC)芯片和模块最为重要。

产业人士指出,IGBT芯片制造以硅芯片为基础,在电动汽车主要应用在电动控制系统、车载空调系统、充电桩逆变器等3个子系统,约占整车成本的7%至10%。而SiC模块目前主要是电动汽车大厂特斯拉(Tesla)带动采用,导入主驱逆变器和车载充电器应用,不过其他电动汽车厂采用SiC模块时间,最快也要到2023年。

从市场规模来看,法人引述研调机构预估2022年全球IGBT市场可到60亿美元,中国IGBT市场预估2023年可到人民币290.8亿元;去年全球SiC市场规模不到20亿美元。

不过IGBT芯片组件主要由欧洲和日本大厂主导,其中欧洲英飞凌(Infineon)全球市场占有率超过32%,日本富士电机(Fuji Electric)占比近12%,欧洲安森美半导体(ON Semiconductor)近8%,另外包括日本东芝(Toshiba)、三菱电机(Mitsubishi)、欧洲意法半导体(STM)等。

IGBT模块也由英飞凌、三菱和富士电机等三大厂主导,其中英飞凌市场占有率超过35%,三大厂市场占有率达58%。中国厂商也正急起直追,包括斯达半导体、中车时代电气、威科电子、比亚迪等积极布局电动汽车用IGBT模块。

台湾厂商积极创建电动汽车用IGBT自主供应链,例如二极管厂朋程在电动汽车用IGBT模块已有初步成果,预期第4季送样客户项目,10月提功能验证和信赖性验证,预估明年底首样机型小量出货,最快明年底开始贡献营收。

鸿海集团在出货制造高电压高电流IGBT模块,已有7年至8年经验,主要应用于马达控制,鸿海转投资夏普(Sharp)在IGBT模块也有制造能力。

导线架厂界霖已切入电动汽车和油电混合车用IGBT模块,客户包括日系和欧系车厂,应用在车用和充电桩领域;艾姆勒车电(2241)也积极开发电动汽车IGBT芯片散热模块;保护组件厂聚鼎(6224)子公司聚烨科技也布局电动汽车IGBT模块散热应用。

不过产业人士指出,电动汽车用IGBT芯片制造以12英寸芯片为主,英飞凌和Cree等大厂已量产,台厂IGBT芯片以6英寸晶背产能为主,应用在电冰箱等商用领域,至于台厂在IGBT芯片发展进度,还需要1年至1.5年的时间才可浮出台面。

比较IGBT模块和SiC模块功能效益,产业人士分析,SiC模块可让电动汽车加速性能佳、充满电后里程数较远、充电速度快且导电时间短,且散热效益可差3倍至5倍,但价格差距达10倍至15倍,因此SiC模块主要应用在高里程高端的电动汽车款,预期短期未来5年电动汽车用功率模块仍是以IGBT模块为主。

(首图来源:鸿海)

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