博世和英飞凌等将成为电动车领域新巨头,台湾半导体无缘参与

2017-07-17 14:17:31 来源:新电子
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对汽车产业而言,2017年5月是个值得关注的历史转折点。 全球最大汽车零部件制造商博世集团(Bosch Group)与美国最大的汽车零部件供货商Delphi先后宣布重大组织变动:博世将把自家的汽车起动机、发电机等事业部门出售给中国郑州煤矿机械集团;Delphi则将全面分拆旗下的动力总成(Powertrain)部门。 原公司将专注于电子电气业务,尤其是自动驾驶、智能技术及安全技术等领域。

 

内燃机汽车生命周期走入尾声

从产业发展的角度来看,博世与Delphi的动作,象征着问世已有逾百年历史的引擎车即将步入黄昏,与引擎搭配使用的供油、进排气、变速箱、传动系统、发电机等关键零部件,即便在短时间内仍有庞大的维修更换需求支撑其市场,但随着电动车的普及率越来越高,也很难有业务成长的空间。

 

事实上,随着电动车技术不断精进,电动车淘汰燃油车已经不是会不会发生,而是何时会成真的问题。

 

世界第一大汽车市场中国与世界第三大汽车市场欧盟,对于传统燃油车的态度都相当不友善。 众所周知,中国政府为了维护空气质量,已经祭出多次「限行」政策,甚至在车牌申请上给燃油车设下种种限制,目的就是要抑制中国消费者购买传统动力车的想法,并透过大量补贴,要将购车需求引导到新能源车上。 欧盟国家德国跟瑞典则更已明确宣示,要在2030年与2025年全面禁售燃油车。

 

至于美国,即便因为川普上台的因素影响,使得电动车补贴政策出现转折。 但美国车厂拥抱电动车的速度未必比其他国家的车厂来得慢。 福特(Ford)、通用(GM)等老牌车厂,还是在电动车上砸下重本,并将公司的未来押在电动车上。 原因无他,当整个汽车产业都在朝电气化迈开大步前进时,坚守在传统动力阵营不会带来任何好处。

 

智能车搧风点火 汽车电气化快马加鞭

除了节能环保的理由外,近年来兴起的先进驾驶辅助系统(ADAS)与自驾车,也是促成汽车产业兴起电气化浪潮的重要原因之一。

 

随着汽车自动驾驶的程度越来越高,可以预料到的是,汽车终将成为配备四个轮胎,并具有强大运算能力的计算机,车载电子系统的数量也只会越来越多。 但传统引擎是无法产生电力的,只能靠与引擎连动的发电机来供电,这意味着要在燃油车上实现各种先进智能功能,其电源树(Powertree)架构将会变得十分复杂。

 

而且,能够支持自动驾驶的运算系统,其效能必然不低,功耗也是个问题。 当车载系统的耗电量越高,则引擎便得转得更快,或搭配输出功率更大的发电机,才能产生足够的电力,这会造成汽车的油耗与碳排放量增加。 而纯电动车除了电源架构简洁的优势外,即便车上电子设备的负载增加,顶多是降低电池续航力,这让汽车设计者有很多权衡考虑的空间。

 

另一方面,自驾系统与电动马达的匹配也更为理想。 据汽车业内人士表示,由于引擎的转速主要是由燃料喷射量的多寡来决定,其控制机制是非常模拟的,因此每当行车计算机对引擎下达某项指令时,引擎响应或多或少会有一点时间差。 但电动马达不然,其转速是靠电流大小来决定,而且响应速度极快。

 

在驾驶者是人类的情况下,这点差距并不明显,因为人的反应速度还是远比引擎响应的速度来得慢,但在驾驶者是计算机的情况下,电动马达快速响应的特性与价值就会被凸显出来。

 

汽车电气化革命商机 台湾半导体厂无缘参与

电池技术还在持续进步,使得电动车在续航力、充电速度、电池寿命、温宽等核心性能方面表现越来越好,而且整车售价也越来越亲民。 这些特性都使电动车易于维护、车内空间更大、更安全、更易于智能化等优点变得更加抢眼,并且加速燃油车的末日到来。

 

国际能源总署(IEA)近期才刚宣布,由于电动车的技术成熟速度优于预期,加上中国、印度政府有意加大新能源车补贴力道,因此该机构正研究重新检讨电动车使用量及全球原油需求量预测数字。 以个别国家来看,挪威是目前全球最积极拥抱电动车的国家。 该国2016年新领牌的载人客车中,已有近三成是电动车。

 

对汽车产业而言,由燃油转换成电池动力,牵涉到的是全球上百万名员工的生计,许多公司都将面临组织改造、甚至关厂裁员的风险。 但对于向来在动力总成着墨不深的台湾汽车零组件供应链业者来说,汽车电气化将带来全新的发展机会。 包含电源模块、缆线、马达、充电桩等电动车关键零部件,甚至汽车电力电子量测设备,都已经有台厂顺利打入国际车厂供应链。

 

然而,相较于中下游与周边业者大赚电动车商机,台湾的半导体产业,在这波汽车电气化浪潮中,恐怕还是很难顺势切入动力总成相关市场,关键原因在于台湾的IC设计产业、甚至晶圆代工业者,都不具备进军电动车动力总成的核心能力。

 

首先,动力总成基本上是没有售后市场(Aftermarket)的,对于汽车自有品牌不够强的台湾来说,本地的半导体业者只能在国际市场上直接与耕耘汽车市场多年的国际大厂竞争。 在汽车产业,信赖关系是非常重要的成功要素,唯有耕耘多年,取得车厂客户信任的供货商,才有机会拿到客户的订单。 即便是正在大力推动半导体供应链自主化的中国,当地车厂对于关键芯片,还是倾向于使用外商解决方案,由此便可看出要打入汽车前装市场的难度。

 

其次,电动车动力总成所使用的芯片零组件,未来将朝碳化硅(SiC)发展。 利用碳化硅材料制造的场效晶体管(MOSFET)、二极管(Diode),在性能与功率密度上远高于使用传统硅材料的组件,即便这类组件单价偏高,还是能从缩小系统尺寸、减少散热片跟磁性材料使用量等优势弥补其缺点。 然而,目前台湾的晶圆代工业者并无碳化硅制程产能,也缺乏相关技术,这使得台湾的电源芯片业者很难挟着晶圆代工的奥援切入市场。

 

第三,台湾的芯片设计公司擅长于经营产品迭代快速的消费性应用市场,对于需要长期供货保证跟建立库存备料的汽车芯片市场不够熟悉,因此在经营决策上很难做出准确的判断。 应用在前装市场的汽车芯片投资期过于漫长,也令不少芯片业者望而却步。

 

整体来说,第二点是目前台湾芯片业者切入电动车最主要的进入门坎,且主动权不在芯片业者手上。 在台积电、联电等晶圆代工业者仍将重心放在先进制程的情况下,可以预见的是,动力总成相关系统所使用的芯片,都将是整合组件制造商(IDM)的天下,例如英飞凌(Infineon)、意法(ST)、罗姆(Rohm)等。 因为这些IDM厂拥有自家晶圆产能,并且已投入碳化硅等制程研究多年,拥有相对成熟的技术。

 

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