2020 年初，疫情期間的封鎖政策並未對電動汽車行業造成太大影響。2021 年，由於疫情期間人們對電動汽車的需求上升，再加上全球各國政府紛紛採取激勵措施，電動汽車充電站的需求量開始增加。在過去的三年裡，電動車領導品牌的銷量紛紛呈現巨幅成長的趨勢。

低成本、低排放汽車的不斷發展，將推動整個亞太地區的電動汽車市場實現穩步擴張。同時，不斷加碼的政府激勵措施和持續擴張的高性能車市場也推動著北美和歐洲地區電動汽車市場的快速增長。因此，根據MarketsandMarkets 市調數據估計，全球電動汽車市場規模將從 2022 年的 815.1 萬輛增加到 2030 年的 3920.8 萬輛，預計年複合增長率為 21.7%。

為確保電動汽車擁有出色的性能，應謹慎選擇合理的控制模組。控制模組很大程度上決定著電動汽車或混合動力汽車的運行性能。毋庸置疑，目前全球最廣為應用的功率模組，當屬 IGBT和SiC。SiC模組最初是被應用在特斯拉汽車上，現在也被其他製造商用於功率逆變器。

何謂 IGBT 模組？

絕緣柵雙極電晶體（IGBT）是一種三端功率半導體器件，當IGBT的柵極（Gate）被施加電壓，它會在集電極和發射極之間創建一條電流通道。由於IGBT可以在處理較高的電流和電壓的情況下，不會導致過熱或損壞器件，因此常被使用於電子開關。

圖一 : 透過自動化導入車電相關模組生產線，可滿足客戶更多樣的模組需求。（source：環旭電子）

憑藉出色的開關特性、耐高溫性、輕量化和極具成本效益等特色，IGBT模組已經成為各個產業的熱門選擇，包括汽車、工業和可再生能源。IGBT 電源模組在車輛中主要作為電氣開關使用。轉換開關可以將直流電（DC）可以轉換成交流電（AC），反之亦然。如電動汽車和混合動力汽車，可用車載逆變器系統來控制電動馬達，因此逐漸成為電動汽車等大功率應用的首選技術，其優勢在於：

 改善開關速度：IGBT 模組具有快速的開關速度，能夠在開與關之間靈活切換，減少能量損失、提高效率，並降低熱能產生。

 散熱穩定：IGBT 模組可允許的作業溫度範圍特別廣泛，使之在惡劣環境下仍然可以正常運行不受損。也因此，這讓它成為汽車動力系統的理想選擇。

 重量輕巧和成本可控：IGBT 模組小而輕巧，組件密度極高的電動車尤其需要。IGBT 模組可簡化車載逆變器系統組裝，改善動力系統的總成本。

為何SiC 模組受到市場高度關注？

碳化矽（SiC）將矽（Si）和碳（C）結合在一起，形成獨特的電學特性，能提供更高的絕緣耐壓、導熱能力、及降低切換損失，絕佳的特性，適合於各種高壓大電力的運用。矽的製造成本很低，製造技術也廣為人知。與傳統矽器件相較之下，碳化矽無論是從技術上還是實踐上，都同樣可用於生產功率半導體元件。與矽相比，碳化矽是一種更有效的電導體。SiC 電源模組可以提高電流和電壓的轉換效率。市場上越來越多製造商發現 600-1,700V的SiC功率器件可以快速有效地取代傳統的矽（Si）功率器件。

憑藉更加優越的轉換效率，碳化矽功率半導體不僅有助於節省成本，而且能夠提高電動汽車充電器、太陽能轉換器、電動汽車和動力電子設備等多種應用的系統性能。因此，預計碳化矽功率半導體的需求量將大幅增加。

電動車性能中的關鍵要角

對於由電池驅動的電動汽車（BEV）而言，能源轉換效率還有相當大的改進空間。儘管如此，該如何在動力系統中使用新型開關設備來提高電動汽車的性能，仍然是個難題。

Mordor Intelligence的資料顯示，2020 年IGBT的市值為60.47億美元，預計到 2026 年將達到110.1億美元。IGBT市值快速增加的另一個原因是電動汽車和混合動力汽車（EV/HEV）動力系統的電氣化發展。IGBT可以顯著降低傳導損耗和開關損耗，從而直接影響車輛的整體效率。電動汽車在歐洲、北美和中國的熱銷為IGBT應用在基礎設施和電動汽車製造領域打下了堅實基礎。這些銷售佳績有助於進一步鞏固 IGBT 的市場地位。

隨著寬頻隙（WBG）材料在電動汽車及其他功率轉換設備中的應用越來越廣泛，最新一代的SiC模組為電動汽車的發展創造了更有利的條件。在高溫和重複應力環境下，它可能是最適合電動汽車的功率模組，不僅能夠提高效率，加快開關速度，還可以節省成本、縮小尺寸，以及大幅降低能源消耗。相較於IGBT，SiC模組的差異在於：

˙ 滿負載時損耗降低 70%，低負載時損耗更低，因此在相同的負載範圍內可以使用更小的電池。

˙ 在負載損耗降低的同時，冷卻系統縮小了 40%，降低了滿負載時的損耗，使冷卻系統更加小巧。

˙ 整體負載範圍內的可靠性得到明顯的提升。

圖二 : 環旭電子IGBT模組已投入量產，預計在2023年正式生產SiC模組。（source：環旭電子）

蓄勢待發

環旭電子推動自動化生產，不斷改進與電動汽車相關的動力總成製造和測試技術。近年來開始全球佈局，為歐洲、美國、日本等國家和地區的主要國際功率半導體供應商提供功率模組的組裝和測試服務。

為此，環旭電子已經在 2022 年將電動汽車逆變器所使用的 IGBT 模組投入量產，並預計在今（2023）年正式生產 SiC模組。在未來 5 年內，電動汽車市場將繼續增長，為汽車車用電子業務帶來新的增長。