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车用半导体发展促使碳化硅蓬勃发展

时间:2021-03-16    作者:碳化硅    所属栏目:行业新闻

自动驾驶以及电动车应是未来10-20年最大的科技变革,从人工驾驶到类似智能服务器装四轮驱动的自动驾驶,这对激光雷达,摄像头,毫米波雷达,C-V2X等感知层芯片,GPU/CPU/FPGA/AI加速器等决策层芯片,及高速以太网络执行层芯片需求暴增。而从燃油车到电动车则对高功率牵引逆变器碳化硅SiC的需求爆发。

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从人工驾驶到自动驾驶,是未来很明确的发展方向,其重点在成本及视觉/AI芯片技术。目前使用激光雷达来作为视觉功能的SAEL4-L5的自动驾驶成本要超过20万美元,昂贵的激光雷达感测元件就要5万美元以上,所以很难普及到自用车,像是特斯拉不使用激光雷达,但透过3颗前置摄像头(60,150,250公尺视觉距离),1颗后置摄像头(50公尺视觉距离),4颗前后侧边摄像头(80-100公尺视觉距离),12颗环绕车身的超音波感测器(感测距离8公尺),及一颗前置雷达(160公尺视觉距离)推出的L3-L4全自动驾驶解决方案,整体额外自驾功能成本应该不超过2万美元。

燃油车到电动车

虽然全球纯电动车占比在2020年还不到5个点,但挪威在五年内就要全面禁售燃油车,其他主流国家陆续在2030,2040年执行禁售燃油车。国金证券预估在2035年,全球可能有超过50%的新车上市,将都是纯电动车,预估未来15年的复合增长率达到20-25%;而彭博社预估到了2040年60%的新车将是纯电动车。比较特别的是全球十大传统车厂因为燃油引擎技术的包袱,及缺乏领先的电池及电力驱动技术,反而不如一些新兴电动车公司,如特斯拉、蔚来等。

单车半导体价值不断提升

随着未来人工驾驶向自动驾驶的转变和燃油车向电动车的转变,会不断推动有关技术演进:包括耗能降低、电池密度提升、电源转换系统重量降低、摄像头、感测器、雷达、激光雷达数量提升、及人工智能芯片运算能力提升但要求耗能持续降低等,这些技术演进将逐步拉升每台车的半导体价值,这两大驱动力对全球车用半导体公司及产业未来二十年将产生重大影响。

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未来车用半导体市场大有可期

目前十大汽车半导体厂商合计占全部市场的八成以上,市场集中度偏高。特别的是,目前全球前五大汽车半导体厂皆是由整合元件制造商(IDM)掌控,合计持有超过70%份额。

虽然全球车用半导体产业,目前由传统的整合元件制造商(IDM)掌控,但我们预期未来有些前十大,甚至前五大车用半导体厂都可能易主,主要是因为当SAEL3-L5自驾系统兴起,人工智能,摄像头感测器,激光雷达,毫米波雷达,蜂窝车联网C-V2X的射频放大器,以太网络芯片公司的兴起,而这些芯片很多是由无晶圆设计公司,或非传统车用的IDM半导体大厂在主导,尤其在人工智能方面,有特斯拉自研的双人工智能ASIC芯片,英伟达的OrinAI计算平台及Cuda软件等。

电动车驱动第三代半导体碳化硅需求:虽然大部分电动车还是以IGBT来做高功率逆变器(DC-ACTractionInverter)及车载充电系统,但SiC碳化硅具有降耗能,动力系统模组缩小5倍,物料成本低,缩短充电时间,高温下的稳定晶体结构,及4年后的整体方案成本等优势,预期全球碳化硅市场将迎来15年34%的复合增长率,到2035年达到约500亿美元。

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