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車用半導體 新黃金盛世

【文/馮欣仁】

發展至今超過一三○年的汽車工業,將面臨到巨大的變化與挑戰,從內燃機引擎轉變成為純電動,恐讓不少生產水箱、變速箱、油箱、引擎汽缸等業者感到恐慌。尤其,電動車龍頭特斯拉的創新力也讓傳統車廠備感壓力;再者,近來蘋果電腦也宣布要推出Apple Car,這些非傳統車廠紛紛投入,將顛覆你我過去的舊思維。不論是特斯拉或是Apple Car,動力驅動必然走向電動化。此外,自動駕駛、車聯網等功能都是未來汽車之標配。根據TrendForce旗下拓墣產業研究院表示,車載資通訊、ADAS、自駕車與電動車成為汽車產業的發展趨勢,將驅動車用半導體成長的重要關鍵,預估二○二一年全球車用半導體晶片產值將上看二一○億美元,年成長十二.五%。

車用半導體大致可分為微控制器(MCU)、特定應用標準產品(ASSP)/特定應用積體電路(ASIC)、類比(Analog)與功率電晶體(Transistor)、感測器(Sensor)等。各產品類別在車電次系統的使用比重,ASSP/ASIC較偏重在車載資通訊與娛樂;MCU則是較偏重動力傳動、底盤控制與安全;類比與功率電晶體在各次系統使用比較平均;至於感測器則是偏重在動力傳動及安全。由於汽車應用講求的是品質與安全,半導體產品在設計、製造、封裝測試等各個環節都須符合車用規格及獲得車廠認證,因此,大多數的車用半導體供應商為能夠自行掌控設計、製造與封測的整合元件製造商(IDM)。

英飛凌、輝達專注功率與自駕晶片

目前全球前十大車用半導體廠商,分別為Infineon、NXP、Renesas、TI、STMicro、Bosch、ON Semi、Toshiba、ROHM與Micron,合計占比達六八%。然而,各家業者在車用半導體擅長領域各有不同,以龍頭Infineon來說,主要強項在於功率半導體,在功率半導體領域連續十六年居業界龍頭。其中,IGBT元件與模組在全球市占率均達三成以上,遙遙領先對手;幾乎全球前十大熱賣電動車中,有八款是採用英飛凌的IGBT。另,在車用影像感測晶片的ON Semi可說是稱霸一方,在車用CMOS市占率高達四成,受惠於ADAS與自駕車趨勢,每台車的影像感測器數量與畫素規格將持續攀高。

此外,GPU繪圖晶片大廠輝達(Nvidia)近年來在汽車佈局上也相當積極,日前與德國賓士汽車合作,未來的賓士車所採用的自動駕駛功能,將由Nvidia 的下一代DRIVE平台提供支援;名為Nvidia Orin的電腦系統單晶片(SoC)搭載近期發表的Nvidia Ampere超級運算架構。Nvidia Drive平台包含用於自動駕駛AI應用程式的完整系統軟體堆疊。

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