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DATE - 2021/10/05
電動車熱潮帶動！台灣功率半導體元件供應鏈起飛
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 7 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 2030 年全球電動車產量將達到 2,500 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。
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。
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占有重要地位，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，
但因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。

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角色，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。

從電動車的成本結構來看，所謂的三電就是電池、電機、電控，已占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。