根据拓墣数据显示，伴随车厂推出的各类电动车款增加，2020 年电动车（纯电、插电混合式、油电混合式）有望攀上 600 万辆大关，目前以油电混合的成长速度较快，但就长远来看，纯电动车仍持续占有重要份额，为提升消费者接受度，高端电动车在性能与行驶距离的技术还有进步空间。其中，关键的功率半导体元件如碳化硅（SiC）晶圆与 SiC Diode、SiC MOSFET 等，在技术与需求需要提前布局，因此也看到越来越多相关厂商在此领域积极动作。
▲ 2015~2020 年电动车市场规模。（Source：拓墣产业研究院整理，2019.10）
高端电动车技术发展日益重要，推升未来碳化硅晶圆与元件需求将持续增加
现行电动车大多还是以硅基材的 IGBT 为逆变器的芯片模组，是功率半导体在电动车领域的技术主流。SiC MOSFET 虽具较好的性能与散热表现，但碍于成本过高及碳化硅晶圆制造技术复杂，良率表现没有硅晶圆好，因此目前碳化硅在电动车使用的渗透率仍不高。
然而，自电动车龙头厂商特斯拉推出 Model 3 后，高阶电动车市场氛围可能有些许改变。相较市面其他电动车厂商使用硅基底芯片（IGBT、MOSFET等）制作 PEM（Power Electronics Module，用以当作 AC / DC 间的电流转换），Model 3完全使用 SiC MOSFET 来做 PEM，也让 SiC MOSFET 在电动车领域引起讨论。根据厂商说法，Model 3 因使用 SiC MOSFET 模组，因此 AC / DC 的电流转换效率在长距离电动车市场上排名第一（若不论行驶距离，现代推出的电动车 Ionic Electric 在电流转换效率方面较 Model 3 好，但电池功率仅 27KWh，行驶距离只有 Model 3 一半），让以特斯拉为主要竞争对手的高端汽车厂商评估使用 SiC MOSFET 的效益。
值得一提的是，车用 Tier 1 大厂 Delphi 在 2019 年 9 月发表最新使用碳化硅模组的 800V Inverter（目前电动车主要使用 400V 系统），能延长电动车行驶距离并缩短电动车充电时间。此项技术也为 Delphi 赢得一家主要客户为期 8 年、总值达 27 亿美元订单，预计自 2022 年开始供货给使用 800V 系统的高端车款，为碳化硅未来需求加添信心。
此外，SiC MOSFET Module 用在快速充电桩也迅速扩展。豪华车品牌保时捷（Porsche）在 2018 年 10 月即发表以 SiC MOSFET 模组建置可适合各种电动车使用的快速充电桩，除是为自家 Taycan 拉抬声势，也显示快速充电桩在高阶电动车市场的必要性。由此看来，尽管目前电动车型以 HEV 居多，且现行多数电动车采用的功率元件仍以 IGBT 为主，但基础设施的建置与消费者的购买意愿仍需要时间布局，从长远规划来看，市场端的需求后势相当可期，也将持续助长碳化硅话题性。
SiC 相关厂商布局积极，营运策略与产业类别多元
从车用碳化硅产业供应链分析，可看到不仅厂商多元，布局脚步也相当积极，首先碳化硅晶圆部分，市场占比最高的厂商是美国科锐（Cree），在晶圆制作技术与良率方面皆有良好表现，市占约六成。看好未来需求，科锐扩产规划相当积极，2019 年 5 月宣布为期 5 年的扩产计划，总投资 10 亿美元，估计届时在碳化硅晶圆产能与碳化硅晶圆制作材料将提升 30 倍之多。有了充足晶圆产能，旗下 Wolfspeed 也是生产 SiC Diode、SiC MOSFET 的主要厂商，相辅相成下将持续拉抬在碳化硅产业供应链的占比。其余厂商还有美国 II‐VI Incorporated、收购 DuPont SiC 晶圆事业的韩系硅晶圆厂商 SK Siltron 等。
碳化硅芯片制造部分，主要功率半导体 IDM 厂商皆榜上有名，包括英飞凌（Infineon）、ON Semiconductor、STMicroelectronics、ROHM、Mitsubishi Electrics 等，是市场提供碳化硅芯片与 SiC Module 的主要厂商。芯片商与模组商在碳化硅材料的布局也很积极，包括 ROHM 收购 SiCrystal、STMicroelectronics 收购 Norstel、英飞凌收购 Siltectra 借助冷切技术提升元件制作效率等。
另外，在车用 Tier 1 厂商与整车厂部分，例如日前 Robert BOSCH 即宣布，2020 年将进军以碳化硅晶圆做基底生产车用微芯片，主要用在 AC / DC 转换，全力助攻主要客户抢占电动车市场，而日本厂商 DENSO 亦有自己生产相关芯片的能力；在车厂方面，中国车厂比亚迪（BYD）有自研碳化硅及扩大碳化硅功率元件的规划，投入钜资布局碳化硅建立完整产业链，将整合材料（高纯碳化硅粉）、单晶、外延片（Epitaxy）、芯片、模组封装等，致力于降低碳化硅元件的制作成本，加快电动车领域的应用。
台湾供应链方面，主要有硅晶圆厂环球晶与 GTAT 签订长约，以取得长期稳定的碳化硅高品质碳化硅晶球供应，致力扩展碳化硅晶圆供应链占比；汉磊提供 SiC Diode、SiC MOSFET 代工服务；嘉晶提供碳化硅磊晶代工服务；昇阳半导体提供晶圆薄化服务；瀚薪科技则聚焦碳化硅与氮化镓（GaN）元件开发，持续增加技术实力，逐渐让自家产品能跟国际大厂相抗衡。然较可惜的是，由于台湾缺乏本土汽车产业助益，车用芯片渗透率并不高，加上主要汽车厂商多半以长期合作的 Tier 1 或芯片商合作，台湾厂商要切入汽车供应链仍有些许困难待克服，包括长期的车规认证及建立客户采买意愿等，目前较有获利效益的应用仍以工业电源管理与通讯方面为主，在车用碳化硅产业供应链要能有一定程度的占比，尚需持续努力。
（首图来源：shutterstock）
