今年以來，在汽車晶片供應緊絀下，全球各地有多家車廠的生產線更曾因為晶片供應短缺而出現削減產能、甚至是局部停產。在疫情期間，由於全球對汽車市道的預測都普遍偏向悲觀，加上在家工作的關係，令智能手機、筆記型電腦、平板等電子產品需求大增，因而擠壓了部分汽車晶片的產能。不過，汽車銷售恢復明顯較預期理想，但相關的晶片庫存偏低，產能亦未能及時跟上；在晶片出現供需失衡下，全球車用晶片大廠主要包括恩智浦 (NXPI)、英飛淩 (Infineon)、瑞薩 (Renesas)、意法半導體 (STM)、德州儀器 (TI)、博世 (Bosch) 等都將多個產品價格調升。
籠統來說，汽車中用量最多的半導體大致可分為微控制器（MCU，Microcontroller Unit）、功率半導體（IGBT、MOSFET 等）及傳感器等。主控晶片 MCU 將 CPU、記憶體、輸入輸出介面都整合在同一塊晶片上，作為汽車電子系統內部運算和處理的核心；功率晶片主要應用在啟動與發電、安全等核心部件。另外，電動汽車（EV）則比傳統汽車採用更多的半導體。當中，大部分是功率半導體和傳感器。由於新能源汽車普遍採用高壓電路和高能量密度電池，當電池輸出高電壓時，就需要進行電壓變換；電壓轉換電路器將電池提供的電壓轉換並降低，以便為各種設備供電。此外，主逆變器用於驅動馬達，並管理透過再生制動系統產生的能量來為電池充電，而輔助逆變器則用於控制空調系統的壓縮機、水泵、風扇和其他輔助系統，這些對 IGBT（絕緣閘雙極電晶體）、MOSFET（金屬氧化物半導體場效電晶體）、 二極管等半導體器件的需求量也有大幅增加。而 ADAS系統（高級輔助駕駛系統），就更需要使用到影像感測器、毫米波雷達、激光雷達（LiDAR）、車輪速度傳感器等。
而另一個值得留意的趨勢是，隨著傳統的矽(Si)半導體已達到物理極限，將可能會被碳化矽（SiC）或氮化鎵（GaN）等第三代半導體材料所取代。碳化矽的寬能隙（band gap）是矽半導體寬的三倍以上，可承受十倍以上的電壓，可用於在電動車的逆變器、車載充電器、太陽能裝置的變流器和工業設施中。目前，Tesla 的 Model 3 系列的逆變器就是由 24 個 SiC MOSFET 所構成，其續航力明顯較其他同級車款具更長。市場上，碳化矽半導體產能擴張正在加速，而主流的供應商包括科銳（Cree）、意法半導體、英飛淩、羅姆（Rohm）及瑞薩等。
總體來看，電動汽車為車用半導體市場帶來新增需求，而第三代半導體的應用也是方興未艾，當中蘊含了龐大的潛在商機，值得多花一點時間深入研究。
（筆者及相關人士持有恩智浦、英飛淩的財務權益）
家族辦公室投資經理
徐立言（本欄每周逢一、三刊出）
