未來駕駛的核心:汽車半導體的前景與關鍵功能

試想未來—汽車不僅僅是交通工具,而是一台移動的智能機器,能夠預見前方路況,並與周圍的數位環境無縫連接。這已不再是科幻小說中的情節,而是正在快速成形的現實,這一切的推動力正是汽車半導體的迅速發展。

根據研究機構IDC的預測,到2027年,市場規模將突破880億美元,而年複合成長率達到12%;在眾多應用場景中,智慧座艙和自動駕駛的市場成長速度最快,預計到2027年,這兩大應用領域的市占率將超過50%。

資料來源: IDC

引擎蓋下的秘密:關鍵領域解析

汽車半導體市場涵蓋多個重要領域,包括邏輯晶片、記憶體晶片、微處理器、類比晶片、光電元件、離散元件和感測器等關鍵零組件,以滿足現代汽車日益複雜的技術和應用需求。 以離散元件為例,根據Grand View Research的研究數據,該領域目前佔有最大的市場,預計從2023年至2030年的複合年均增長率將達到10.9%。IDC則預測,到2027年,這些零組件的市場規模將突破110億美元,突顯了其在汽車應用中的重要性。

資料來源: IDC

類比晶片:需求增長的原因在於其高精度、低噪音和快速反應時間,這些都是高性能汽車應用的關鍵。類比晶片在電源管理、傳感器和通訊介面中扮演重要角色。

微處理器:在電池管理和自動導航等複雜系統的背後,微處理器扮演著關鍵角色。它們支持電動動力系統、精密導航和現代儀表盤的3D顯示,不斷進化以應對電動車電池管理和自動駕駛視覺處理的挑戰。

離散元件:以高效、強大的功率輸出著稱,這些零組件對於逆變器和DC-DC轉換器等設備至關重要,先進材料如碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)的使用進一步提升了它們的能力。

感測器:現代車輛如同移動的數據中心,感測器不僅收集數據,還能即時處理,提高了反應時間和精度,對於碰撞避免和自適應巡航等即時功能相當關鍵。

邏輯晶片:這些晶片被比擬為自動駕駛和高級輔助駕駛系統(ADAS)的「大腦」,促成處理更多資料的能力與需求。隨著汽車變得更智慧、更獨立,邏輯晶片將處理所有複雜數據,以期實現安全的自動駕駛。

記憶體晶片:隨著更多電動和自動駕駛車輛的出現,以及PCIe和UFS等高速技術普及,這些晶片的容量、速度和智慧程度不斷提升,以應對資料儲存需求。

零組件類型市場規模 ($10億美金) – 2027
類比晶片17
微處理器15
離散元件11
感測器9
光學元件8
邏輯晶片8
記憶體晶片7

汽車半導體市場規模預測- 依類別 (Source: IDC, 2024)

汽車半導體市場前景與挑戰

汽車半導體已成為現代車輛各類系統的核心技術,不僅推動了智慧化與聯網功能的發展,在安全性與電氣化領域同樣發揮關鍵作用,包含從故障安全系統到先進駕駛輔助功能,半導體技術應用在檢測和應對車輛故障方面,同時促進了先進安全技術的發展,像是碰撞避免系統和車道偏離警告等。

汽車半導體在電池壽命管理中也扮演著重要角色。IGBT和MOSFET等電力元件在高效能源管理中的重要性日益提高,而碳化矽(SiC)半導體因其卓越的能效,正在迅速成為電動車逆變器和DC-DC轉換器的理想選擇。隨著SiC技術的演進和製造工藝的改進,除了可觀察到價格有下滑趨勢,也可觀察到SiC晶圓尺寸從6英寸增大到8英寸。由於先前因成本問題而未考慮採用SiC的中低階車輛開始陸續採用,預期採用率將進一步提高。

軟體定義汽車(SDV)趨勢正在推動域控制器(domain controllers)、中央運算架構(central computer architectures)和區域控制器(zonal controllers)的採用,透過無線更新(OTA)來實現未來所需的功能,為半導體市場創造了持續的成長機會,包括高階系統晶片(SoC)、DRAM和NAND記憶體晶片。

儘管前景看好,汽車半導體市場仍面臨多重挑戰。根據S&P Mobility的研究,2024年的市場增速將低於過去三年,主要原因是電池電動車(BEV)市場需求放緩,以及部分半導體類別的價格大幅下滑。例如,由於產能過剩,一些供應商為擴大市場份額而降低了類比晶片的價格,並填補其晶圓廠的產能。此外,中國供應商的加入也進一步加劇了整體市場競爭。

儘管面臨挑戰,長期展望依然樂觀。S&P Mobility預測,到2029年,市場規模將突破1,300億美元。推動市場增長的因素包括汽車電氣化、消費者對先進功能需求的增強,以及OTA支持的廣泛應用。

參考來源:

https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/automotive-semiconductors-market

https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prAP52315224

https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prCHE52386224

https://www.spglobal.com/mobility/en/research-analysis/briefcase-automotive-semiconductor-industry-positive-outlook.html

https://straitsresearch.com/report/automotive-semiconductor-market

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