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功率半導體向低碳而行

來源:電子信息產業網

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:功率半導體

    中國汽車工業協會日前公布的最新新能源汽車產銷數據顯示,2022年11月共銷售新能源汽車78.6萬輛,同比增長72.3%,月度銷量再創新高。12月14日,意法半導體發布了可提高電動汽車性能和續航里程的大功率模塊。12月14—15日的英飛凌OktoberTech生態創新峰會再次強調了企業的“低碳”路線。種種跡象表明,汽車的低碳化趨勢正持續拉動功率半導體市場增長。功率半導體廠商加快產品部署與生態建設,為汽車低碳化鋪就了一條硬科技綠色通道。

     

     

    汽車電子持續受到關注

     

    作為低碳化趨勢推動下最為強勁的增長點,新能源汽車電子備受半導體廠商關注。全球各大供應商分別推出了相關產品和解決方案。英飛凌為適應新能源汽車發展需要,推出了包括傳感器、微控制器、驅動芯片、功率芯片等在內的一系列芯片產品組合,以滿足新能源汽車電力傳動系統的發展需求。全球另一家功率半導體廠商安森美同樣將汽車電子作為其發展的重要支撐。安森美總裁兼首席執行官Hassane EI-Khoury表示,安森美在中國有10家聯合實驗室,其中超過6家部署在汽車生態系統領域。不僅如此,安森美已經與三家新能源汽車新勢力簽訂了長期供貨協議,并將這一模式延展到本土頂級的傳統汽車制造商。安森美對汽車電子的重視直接反映到了其財務報告中。安森美發布的2022年第三季度財務報告顯示,第三季度營收21.926億美元,同比增長26%,創歷史新高,毛利率為48.3%,而汽車和工業市場營收占比達到58%,尤其是電動車主驅逆變器業務今年實現了3倍增長。近日有消息稱,日本功率器件制造商東芝擬增產用于確保純電動車安全等的半導體,到2024年將在日本福岡縣的旗下生產公司光電耦合器的產能較目前提高2成。瑞薩同樣于近日展示了用于電動汽車的產品方案,包括電機及電池控制器,智能座艙與圖形儀表,自動駕駛,未來電子電氣架構趨勢及通信網關,車載無線充電等產品均在其列。

     

     

    國內半導體廠商亦在新能源汽車領域持續施力,其產品正逐步進入到主流汽車品牌的供應鏈體系。杰發科技有限公司首席技術官李文雄表示,該公司提供的車載信息通信娛樂系統SoC、車聯網SoC、車載功率放大器、電池包壓力傳感器等產品正在陸續出貨,并逐漸上車應用。揚杰科技通過引進相關技術研發及設計團隊,在汽車領域體系建設,車規產品開發、驗證等方面取得了豐碩成果,與新能源汽車領域客戶建立了長期穩定的合作關系。

     

    全球多國政府及著名汽車廠商均給出了結束內燃機汽車的時間節點。西班牙有關部門表示,至2023年,居民人數在5萬人以上的城市只允許零排放車輛行駛;荷蘭有關部門表示,至2025年,在包括阿姆斯特丹、鹿特丹等在內的主要城市,所有新注冊的出租車均需實現零排放;美國有關部門表示,至2030年,純電動汽車需達到新車銷售量的40%。本田、奔馳、大眾、寶馬、通用等國際馳名汽車品牌也紛紛發布了停售油車的時間表?;诖?,業界人士對于新能源汽車電子市場未來的發展前景給出了積極預期。英飛凌安全互聯事業部汽車無線產品市場經理楊大穩表示:“從現在開始到2035年,我們將會迎來新能源車、電動車的高速發展期?!?/p>

     

    應提高充電基礎設施覆蓋率

     

    新能源汽車在全球的拓展之勢有目共睹。然而,在新能源汽車加快部署的過程中,如何提升快充電樁等充電基礎的建設體量是關鍵。特斯拉全球設計總監Javier Verdura介紹稱,從2021年的銷量數據來看,特斯拉已經成為美國最受歡迎的電動車品牌,其年銷售量已經達到93.6萬輛,而要使該數據繼續提升,提高充電基礎設施的覆蓋率是關鍵。

     

     

    為提高新能源汽車的使用量,各國均在積極部署快充電站,但相較于新能源汽車發展的腳步,充電站等基礎設施布設的步伐還相對落后。從全球來看,我國新能源汽車充電樁的保有量及車樁比相對領先。深圳威邁斯新能源股份有限公司副總裁韓永杰介紹稱,截至2022年,我國新能源汽車私人充電樁保有量已經達到339萬個,公共充電樁保有量也達到了170萬臺,綜合來看,我國新能源汽車車樁比已經達到2.5:1。而對于很多國家來說,充電樁的建設步伐才剛剛開始。是德科技電動汽車解決方案經理Hwee-Yng Yeo表示,在新加坡,充電基礎設施建設工作才剛剛開始,未來將部署6萬臺充電站。而即便是對于歐洲新能源汽車滲透化率最高的德國來說,電動汽車充電樁的部署也依舊存在很大的增長空間。對于是德科技電動汽車技術市場規劃師Cecile Loison來說,如果給電動汽車的發展程度打8分,那么當前充電基礎設施的建設僅能夠打4分。

     

    建設新能源汽車充電基礎設施是個龐大的系統工程,而對于半導體廠商而言,充電樁建設帶來的是巨大的功率半導體市場。充電樁中,起到關鍵作用的是用于電壓轉換的充電模塊,每個充電模塊中都使用了包括硅二極管、IGBT、MOSFET、電源管理芯片PMIC在內的多種半導體器件,且充電樁充電速度越快、額定功率越高,其需要的充電模塊就越多。從當前的技術發展方向來看,為緩解電動汽車消費者的續航焦慮,使充電樁具有更高的額定功率是非常重要的技術方向,提高電壓和加大電流是提高充電樁額定功率的兩種方式。芯謀研究高級分析師張彬磊表示,未來5年新能源汽車充電樁的年增長率將維持在30%以上,與之相對應,功率半導體在充電樁領域的增長率將超過30%。當前,用于快充充電樁的功率器件國內市場規模約為2億美元,到2026年,這一數字將達到4億美元左右。從全球市場來看,這一市場規模更不可估量。

     

    寬禁帶半導體線加快部署

     

    不論是提升充電模塊的充電效率,還是優化新能源汽車電源系統管理效果,提升功率器件耐高壓、高電流能力,降低器件能耗,提升器件使用壽命都是產品的發展方向,而所有的功率器件需求,共同指向了GaN(氮化鎵)、SiC(碳化硅)等寬禁帶半導體產品。發展寬禁帶半導體產品,以其代硅,成為各大功率半導體廠商的共識。

     

    12月14日,意法半導體發布了新的碳化硅功率模塊,可提高電動汽車性能和續航里程?,F該功率模塊已用于現代汽車公司的E-GMP電動汽車平臺,以及共享該平臺的起亞EV6等多款車型。英飛凌科技全球高級副總裁、大中華區總裁潘大偉介紹,英飛凌在2022財年共發布了119項新產品和新解決方案,其中有多項碳化硅、氮化鎵器件。安森美亦將碳化硅業務作為企業發展的重點。Hassane表示,安森美碳化硅業務的增長速度快于企業其他部門。他表示:“2023年安森美最大的增長將來自于碳化硅在電動車市場的增長,在未來3年預計可以實現40億美元的碳化硅收入?!?/p>

     

    在發展寬禁帶半導體業務方面,除開發新產品外,與上游產業鏈加強合作也是國際功率半導體企業的發展重點。本月初,意法半導體宣布,將在未來18個月內對法國Soitec半導體公司的碳化硅襯底技術進行驗證,在未來的200mm襯底制造中采用Soitec的SmartSiC技術。2018年,英飛凌收購了擁有SiC冷切割技術的初創公司SILTECTRA,且加大了現有工廠的碳化硅生產線,實現了6英寸、8英寸、12英寸所有產線的完全投產,在產能方面實現了極大的擴充。據了解,為了保證碳化硅器件的供貨,英飛凌與上游碳化硅原材料廠商確定了戰略關系,以確保穩定供貨。

     

    從國內企業來看,發展寬禁帶半導體產品也是其重要的技術方向。斯達半導體持續加大碳化硅項目投入,用于碳化硅芯片研發及產業化。安世半導體、士蘭微電子、華潤微電子等企業均在積極布局碳化硅產品線。

     

     

    在節能降碳風潮的推動下,寬禁帶半導體被認為是具有廣闊發展前景的藍海市場。英飛凌科技汽車電子事業部副總裁Mark Muenzer預測稱,未來5年,每兩輛車中就會有一輛是純電或混電汽車。在2027—2030年,車用碳化硅器件的市場份額預計會超過純硅器件,氮化鎵在車載充電器及直流變換器中的使用量也將大幅攀升。

     

    即便當前碳化硅、氮化鎵器件相較于硅器件的價格仍較高,但綜合來看,應用寬禁帶半導體器件將給系統帶來巨大的綜合收益?!半p碳”浪潮下,產業鏈各方同時用力,但誰能在這一風潮中獲利,將取決于企業的生態打造能力。旦恩資本合伙人劉旭表示:“產業生態圈的發展是必然的。隨著產業鏈的發展,生態圈的影響會越來越強,但只有作為主要參與者才有機會?!監mdia首席顧問王珅認為,“雙碳”浪潮之下,大企業自有生態圈,將吸納眾多合作伙伴,而小企業將共建生態圈,誰的“吸金”能力更強,誰就更容易形成一個穩定的生態。


    (審核編輯: 智匯聞)

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