电动汽车电子元器件领域投资机会及潜力分析

　　全球各国对于空气品质与更低能源成本的诉求，驱动电动车市场蓬勃发展。其中，电动车最关键的电源管理、无线充电、电路保护和储能技术都潜藏庞大的商机，促使相关供应链厂商齐心布局，成长潜力一片乐观。

　　温室气体排放引起气候异常更造成全球性的空污与霾害，如何抑制交通工具废气排放不仅是各国政府的头痛问题，也是巴黎气候协定的重点。

　　近年来各国政府对空气污染问题高度重视，包含法国与英国相继宣布2040年禁售汽柴油车，而中国政府也为了要抵抗霾害问题，预计将于2020年完成车桩建置与智能电网系统，以满足超过500万辆电动汽车充电需求，促使电动车商机水涨船高。

　　根据Frost& Sullivan估计，2020年将达241万辆，复合成长率高达5.8%。

　　功率元件/电路保护满足高功率电池需求

　　电动车堪称当红炸子鸡。2017年7月Volvo宣布从2019年起，卖出的每一辆车都将配备电力驱动引擎;电动车制造商特斯拉(Tesla)预计将建造5座超级工厂，火力集中电动车制造和电池的开发；

　　此外，日立汽车系统与本田汽车达成正式合作协定，成立新能源合资公司，积极研发电动汽车引擎系统。

　　电动车产业日趋热门，带动电池相关产业快速成长，因此高能量密度与高功率密度的电池需求更加迫切。其中，背后的功率元件选用与电路保护模式也备受关注。

　　新型绝缘闸双极电晶体(IGBT)设计是电池设计不可忽视得重要元件。

　　以功率保护元件设计要点来说，新加坡商安富利技术顾问宋自恒表示，电动车IGBT设计需要考量电压及电流规格选用、驱动电路的设计，以及驱动IC电源为集中式多组输出或分散式单组输出的选用。

　　目前可提供相对应的功率半导体元件供应商包含日立(HITACHI)、瑞萨(Renesas)、三菱电机(Mitsubishi)、安森美半导体(ON Semiconductor)与英飞凌(Infineon)等厂商。

　　而上述这些功率半导体元件厂商，皆面临元件设计时，无可避免的四大挑战，包含：

　　开关损耗需降低，使马达变得更小型、更轻巧，同时还需要在15~20kHz的频率范围(传统频率为5~10kHz)；

　　减小寄生电感、电阻和热阻，传统打线(Wired Bonding)可改善为烧结组合(Sintered Compositions)；

　　汽车世界中，作业温度范围，最低可以达到-40℃，因此当IGBT和二极体的击穿电压(BV)需耐至更低温度；

　　降低成本、重量和尺寸大小。

　　另一方面，在电路保护设计方面，Littelfuse资深技术行销工程师游恭豪表示，车用零组件都需要通过AEC-Q101认证，即便是电路保护的保险丝亦是如此，其认证项目包含温度、湿度与温控，认证时间大约需要三个月。经过测试后，才能保证汽车可安全行驶于道路。

　　游恭豪谈到，电池管理系统(BMS)功能是电动车最重要的部分，故车厂需确保BMS功能在任何异常状况下，都不受到影响或损坏。因此感测器线路保险丝(Sensing Line Fuse)保护位居要角。

　　EV车辆中的电池管理系统是非常复杂的关键任务(Mission Critical)系统，需要将其放置在适当的位置并选择保护元件，以满足过压和短路保护效能。

　　基于此，游恭豪将BMS保护分成六个区块来看，包含感测器线路保险丝产品选择、电池监测IC输入过电压保护、菊链I/F过电压静电放电(ESD)保护、控制器区域网路汇流排(CAN Bus)I/F过电压ESD保护与高电压/电流电力线保护。

　　整体而言，游恭豪认为，锂电池技术将成为任何一种EV车辆的基础，除了功率密度和充电循环寿命的优点外，还需要大量的监测和保护。