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第三代半導體材料需求看漲 三台廠搶先機 電動車、綠電都要它!碳化矽商機起飛

第三代半導體材料需求看漲 三台廠搶先機 電動車、綠電都要它!碳化矽商機起飛
碳化矽功率元件市場持續擴大,預計到 2025 年全球產值至少會達到 20 億美元以上。

譚偉晟

傳產

CREE提供

1280期

2021-06-30 13:41

從特斯拉導入碳化矽功率元件開始,供應鏈就開始積極布局第三代半導體新材料,這波以碳化矽為基礎的「必然趨勢」,如今國內業者紛紛進入起飛階段。

從零到加速至時速一百公里,僅需要三.三秒時間,特斯拉的電動車Model 3,不僅展現了電動車驚人的加速表現,同時也驅動著功率元件的升級趨勢,基於第三代半導體材料碳化矽(SiC)所設計的功率元件,逐漸成為市場焦點。

 

相較於矽,碳化矽擁有更耐高電壓、高溫與適合高頻使用的特性,逐漸在功率元件領域嶄露頭角。國際半導體大廠英飛凌、安森美半導體、意法半導體、羅姆半導體近年來也紛紛投入,持續擴大碳化矽功率元件的量產規模。

 

功率高、體積小

打入高電壓應用市場

 

「預計到二○二五年,碳化矽功率元件全球產值至少會達到二十億美元以上。」資策會資深產業分析師鄭凱安說明,高電壓應用需求成長,成為驅動碳化矽功率元件的主要動能。這其中,電動車、再生能源的電網應用,可說是兩大主要驅力。

 

以電網應用來看,由於再生能源愈來愈普及,電網必須處理再生能源突然產生的大量發電,「像是風力發電,突然風大、很大的電量灌進來,就需要啟動高電壓、高電流元件。」鄭凱安解釋。

 

過去,矽基功率元件受限於材料限制,「可能電壓高一點到九百、一千以上,就必須要用疊加方式處理高電壓需求。」鄭凱安表示,這樣不但會讓電路複雜化,也容易導致元件面積偏大、增加終端裝置的設計難度。

 

採用碳化矽材料後,鄭凱安表示「一顆(碳化矽功率元件)可以抵四、五顆(矽基功率元件)。」減少元件體積又能滿足高電壓應用需求,讓電動車、電網、工具機和基地台等,這些存在高電壓應用的市場,需求紛紛開出。

 

以電動車發展所驅動的需求,尤其獲得市場高度重視。朋程副總經理黃錫欽說明,趨勢是從特斯拉導入碳化矽功率元件開始,「特斯拉藉此讓電動車有更好的性能,高壓充電會比較快、加速特性用碳化矽功率元件也會比較好。」碳化矽容許大電流,馬達加速可以更快,電動車加速能力也跟著提升。

 

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