根据 TrendForce 的预估，电动车市场 2023 年的成长率将达到 36.2%，若不把 hybrid 车款纳入计算，纯电动车市场的成长率更惊人，有近 4 成的年成长力道。这也是为什么在各种消费性用晶片都进入库存修正，就连伺服器成长引擎也熄火时，第三类半导体需求依旧火热，包含wolfspeed、英飞凌等大厂也都大举投入新厂建置。从 TrendForce 估计来看，SiC（碳化矽）占功率半导体元件市场比重会从 2021 年的 4.1%，到 2025 年上升至 12.4%，而 GaN 的占比则将从 2021 年的 0.5%，在 2025 年提升至 4.8%。
 

第三类半导体在高压、高频的优势，让它在电动车应用崛起

第三类半导体正是所谓的宽能隙半导体，其中，SiC 和 GaN 的能隙分别达到 3.2eV、3.4eV，因此当遇到高温、高压、高电流时，跟一、二类半导体比起来，第三类半导体不会轻易从绝缘变成导电，特性更稳定，能源转换也更好。 GaN 元件目前常见于应用在如充电器、基地台、5G 通讯相关等高频产品；SiC 则是出现在高压、大电流的应用场景，例如电动车、电动车充电基础设施、太阳能及离岸风电等绿能发电设备。
SiC 已逐渐在电动车主驱逆变器中扮演要角，未来随着电气架构将往 800V 迈进，而耐高压 SiC 功率元件预料将成为主驱逆变器标配。就连 GaN 也从消费性电子领域正摩拳擦掌要进入电动车领域与 SiC争夺市场大饼。
事实上，SiC 能在电动车领域独领风骚，甚至供不应求，其推手正是最先采用 SiC 的特斯拉。特斯拉早在 2018 年开始在 Model 3上采用 SiC，成功将逆变器体积缩小，并且打造出更流线的车体，进而吸引其他车厂跟进采用 SiC 元件。
也正因为如此，当特斯拉在今年 3 月初举行的投资人日中，公布其下一代动力系统设计中将减少 75% 的 SiC 设计时，立刻为第三类半导体市场投下一颗核弹，引发市场对于 SiC 未来发展性的猜疑。
然而，SiC 真的会因而失势吗？从短期来看，特斯拉并未公布更多计画时程等细节，就有分析师不讳言，特斯拉减用，其他车厂还是会继续使用，SiC 目前供不应求的格局仍难以改变。若将时间拉长，就有分析师认为，特斯拉会持续透过升级封装方式，或是采用异于目前平面结构（Planar）的沟槽结构（Trench）SiC 技术，达到减用的目标。这也意味着特斯拉要达到目标，SiC 技术除了技术提升之外，如何让元件制造成本下降，也将是未来发展关键要素。
 

第三类半导体如何「上车」

尽管特斯拉的动向让火热的第三类半导体市场，好似突然被浇了一头冷水。但其实就现在全球供应商都还积极布局技术发展、并亟欲解决产能瓶颈的状况来看，第三类半导体的前景仍相当可期。
若拆解目前第三类半导体在电动车上的应用，目前仍以用于主驱逆变器、车载充电器（OBC）、DC/DC 转换器的 SiC 为主。 TrendForce 分析师就指出，目前电动车用晶片约 1000 颗，其中 30 颗为第三类半导体元件（绝大多数为SiC）。未来车用功率元件将持续成长，预估第三类半导体元件的需求也会大幅成长，至少将达到 100 颗的规模。
其中，除了 SiC 未来将成为主驱逆变器的主流元件外，车载充电器、DC/DC 转换器可能从采用 SiC 转为采用 GaN 元件。其他像是车载娱乐系统、光达、BMS、压缩机等也都是潜在采用第三类半导体元件的区块。
不过，SiC 与 GaN 在导入电动车上，仍有其各自需解决的问题。早在 2018 年即因特斯拉的采用而成为主驱逆变器晶片新星的 SiC，因其材料稀缺，加上制程复杂昂贵，目前要克服的仍是产能不足的困境。相较之下，GaN 则是要在功率等级、高压等级与可靠性上取得更多的技术突破，同时要能通过车厂冗长的认证时间，并建立产能与生态圈，才能真正吃下电动车市场大饼。

截然不同的供应链组成

摊开供应链的分布，SiC 晶片多由 IDM 厂提供，以意法半导体、英飞凌、Wolfspeed 等为主导厂商。相较之下，车用 GaN 元件主要供应商主要为 IC 设计公司，包含近期被英飞凌收购的 GaN Systems、Nexperia、Transphorm、EPC 等，而其晶片制造则主要由台积电、世界先进、汉磊等公司代工。

●新闻出处：TechNews科技新报_Pin