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台日企业的交集(2/3):电动车的应用商机

多年前,Tesla来台寻找技术合作时,台达电就是重要的合作夥伴之一,之后台达电将布局扩张到充电桩,罗姆(Rohm)适时的提出提升效率的解决方案,两家公司的合作从传统的电源,扩张到电动车相关的应用。

过去台达电是从Tier 2或Tier 3的直流电充电器(DCDC)、车载充电器(OBCM)零组件做起,慢慢建立起信用后逐渐获得青睐,让车厂直接找上台达电,并升级成为Tier 1的供应商。现在台达电可以透过零件的整合,做到系统或次系统(Sub-system),例如Invertor + Motor的二合一,或者DCDC + OBCM + Invertor + EVCC的四合一方案,这些都是台达电从以往次要的汽车零件供应商,进入到Tier 1的重要进展。

未来台达电呼吁大家可以群策群力,组成e-Drive System的联盟,亦即将Motor、Invertor加上Gear的系统,这就是电池之外最核心的整组驱动系统(Powertrain),掌握这样的优势,才算深入了汽车供应链的关键环节。

针对2030年时,电动车将大幅取代传统引擎车的新时代,台达电副董事长柯子兴认为,尽管现在大家对电动车的价格仍有保留,但2026年就算没有任何政府的补助,电动车在性价比上超越传统汽车已经是可以预期的未来。

其次是「里程焦虑」的纾解,目前的电动车里程数达到400公里以上是普遍的要求,而700公里以上是目标,普建10~30分钟之内快充(Ultra Fast-chager),便可以行驶的充电桩,或者饱充之后可以行驶上千公里的电池出现时,里程焦虑自然不会再是消费者的顾虑了。

但柯子兴也呼吁,如果台湾汽车销售量过半是电动车时,电动车的耗电量可能达到目前发电量的10%,政府必须因应大环境的改变调整、优化宏观的电力政策。

至于罗姆的目标是针对汽车产业,推出更小、功率更强的碳化矽(SiC)功率元件,10年前的2012年,罗姆就有SiC-SBD产品,2020年推出的SiC-MOSFET产品,更是能在低导通电阻的应用时,比IGBT的产品节省6%的燃油效率,对电动车的续航效率是一大贡献。

面对新时代功率半导体的发展,柯子兴指出第三类半导体对于热传导、频率、功率上有更大优势,因此引起很多国家的关注。相较于第一类的矽、第二类的砷化镓,第三类的碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)在高温、高电流环境下仍具有很好的效能,随着各种意想不到的创新应用兴起,相信第三类半导体也会跟着水涨船高。

特别是氮化镓,除有极佳的导电性、导热性之外,还拥有更高的电子密度、电子速度,元件的切换速度是矽基元件的10倍,因此在高频的应用上更被期待。例如,快速充电时,就算面对高电压也不容易发热,这对100W以上的快速充电设施具有重要的意义。在产品应用时,不仅适用于较大电压的NB、平板,也适用于手机、手表的充电系统。

至于Tesla带动的SiC元件商业化,对于拉长里程与快速充电都是关键应用,1200V的高电压在风电、太阳能、储能、新能源车的应用上都是不可或缺的,目前电动车的电池动力系统是200~450V,也有机会朝800V方向迈进,为了加速进入市场的时间与条件,系统组装厂与上游零件厂的深度合作,成为市场上的致胜关键。

为拥有近40年资历的产业分析师,一手创办科技专业媒体《电子时报》(DIGITIMES),着有《矽岛的危与机》、《东方之盾》、《断链之后》、《科技岛链》、《巧借东风》、《西进与长征》、《出击》、《电脑王国ROC》、《打造数码台湾》、等多本着作。曾旅居韩国与美国,受邀至多家国际企业总部及大专院校讲授产业趋势,遍访国内、欧美、亚太主要城市。