車用半導體供應商有的純度比台積電高

先探投資週刊 2021-02-04 18:33

【文／曲建仲】

媒體報導面對全球晶片短缺衝擊德國汽車產業，德國經濟部長致函台灣呼籲提高晶片供應量，並且點名全球晶圓代工龍頭台積電。其實台積電代工的車用晶片比例不多，主要因為車用晶片大部分都不是用先進製程，因此其他半導體廠商相關性反而高些，那麼車用晶片到底有哪些，需要什麼製程？分別應用在那些地方呢？

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什麼是積體電路（Integrated Circuit; IC）？將電的主動元件（二極體、電晶體）與被動元件（電阻、電容、電感）縮小以後，製作在矽晶圓或砷化鎵晶圓上，稱為「積體電路，其中「堆積」（Integrated）與「電路」（Circuit）是指將許多電子元件堆積起來的意思。

車用半導體大部分使用舊製程；不同的積體電路會使用不同的製程節點應用在不同的地方，並不是全部都需要先進製程，積體電路大約可以分為下列三種：

1.數位積體電路：例如：中央處理器（Central Processing Unit; CPU）、微處理器（Micro Processing Unit; MPU）、圖形處理器（Graphic Processing Unit; GPU）等，因為要求省電因此功率或電壓愈低愈好，可以使用大約10奈米的先進製程來製作。

2.類比積體電路：例如：無線通訊的功率放大器（Power Amplifier; PA）、音訊放大器（Audio amplifier）等，因為放大訊號需要承受的功率或電壓較高，必須使用大約100奈米的舊製程來製作。

3.功率積體電路：又稱為功率元件，例如：功率電晶體、功率二極體等，因為需要進行高壓電的轉換，就像家裡的電源供應器要連接到牆壁上110或220伏特的電壓，許多工業應用甚至必須連接到1000伏特以上的高電壓，因此需要承受的功率或電壓更高，必須使用大約1微米（1000奈米）的舊製程來製作，否則電壓灌進去元件就燒掉了！

車用半導體的種類主要有功率積體電路、微控制器、感測器、其他積體電路等，其實用到先進製程的機會不多，其中微控制器屬於數位積體電路，但是大部分是使用20奈米以上的舊製程就可以，感測器、其他積體電路大部分屬於類比積體電路與功率積體電路，因此台積電、聯電、世界先進、漢磊、嘉晶、茂矽、朋程等公司都是可能的供應商，因為用到先進製程的機會不多，因此台積電不一定是最大的供應商。

電動車的功率積體電路占車用半導體超過50％以上，顯然電動車必須進行電壓轉換，將家用110或220伏特的電壓充入電池，或由電池抽出電壓提供電動馬達與車上電子產品使用；燃油車的功率積體電路占車用半導體低於20％以下，主要只是發電機與鉛酸電池抽出電壓提供車上電子產品使用而已，由於未來汽車的「先進駕駛輔助系統」（Advanced Driver Assistance System; ADAS）只會愈來愈多，因此車用半導體市場逐年成長是必然的趨勢。想了解更多股市科技知識嗎？請搜尋〈曲博科技教室〉。

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