「我想在3、5年後換車，不是特斯拉就是保時捷...」車用半導體的下一個劇本：不吵雜卻很強烈

韓國是半個半導體強國，因為只有記憶體半導體很強，系統半導體卻很弱。不過在某個領域，三星電子比高通這種數一數二的系統半導體公司更具競爭力。會這麼說，並不是我的個人偏見，除了我之外，延世大學工程教育院院長洪大植、成均館大學教授韓泰熙、成均科大教授金榮碩、SK電訊ICT技術中心所長朴真孝、韓國產業經濟技術研究院（KEIT）執行長金東順等專家，都關注車用半導體產業。

高通是系統半導體的霸主之一，如果你的智慧型手機使用的系統是Android，那裡頭很有可能有高通製造的AP。不僅如此，高通也占有大部分的5G通訊領域。三星也正在5G通訊的領域逐漸嶄露頭角，後面我會再更詳細的說明。此外，我甚至聽到傳聞說，蘋果無法開發出5G通訊模組，一開始依賴三星電子的模組Exynos Modem 5100，後來覺得丟臉而退還，改為跟高通研討對策。目前以市占率來看，5G通訊模組大部分仍由高通提供。

可是，車用半導體又是另一回事了。三星電子比高通更早進入車用半導體市場，2017年，三星電子以9兆3,600億韓元收購車用半導體公司哈曼（Harman），之後也決定投資74兆韓元，包下車用半導體市場。三星電子強勢進入車用半導體市場開發的原因很簡單，從自動駕駛汽車、電動車到氫動力汽車，往後將出現的所有車輛，都會使用車用半導體。除了機器設備之外，連接5G通訊啟動也需要車用半導體。BMW甚至帶頭改變我們印象中的後照鏡，陸續推出配有自動找出最佳視角、呈現周圍狀況的數位後視鏡。也就是說，車用半導體的用途其實非常多，市場也會繼續擴大，等同未來的搖錢樹。

不過，製造車用半導體非常不容易，因為你必須保證，不會有人因為智慧型手機的AP壞掉而受傷或死亡；車內的車用半導體一旦壞掉，就可能造成傷亡，所以必須做到完美，才能讓買方和消費者信賴。再加上，由於使用環境非常惡劣，會受到衝擊、極端溫度及嚴重沙塵侵擾等，基於以上原因，車用半導體材料的標準非常高。以熱衝擊實驗來說，車用半導體要求的穩定性，是一般半導體的兩倍。雖然可以期待車用半導體會獲得非常龐大的獲益，但由於製造相當困難，所以三星電子正在卯足全力。

▲ 世界上第一個搭載數位後視鏡的Lexus ES。（圖片來源：《半導體，下一個劇本》）

這麼說來，車用半導體用的是什麼材料？首先，要能耐住高電壓和高溫。車用半導體在變換、分配並處理電流時，需要使用功率半導體，我們先以此為例來說明。因為要啟動的是車子，不是小型的智慧型手機，所以功率半導體要承受的電流強大非常多。一般半導體承受不了這種強度，因為不僅會改變電流性質，溫度也會增加。矽適用的上限是220度，所以會使用耐高溫的氮化鎵和碳化矽等，這種材質的能隙較大。如果是一般環境，電子應該難以移動，但在高溫下，物質會膨脹，能隙會縮小至恰當的範圍，所以很適合作為需要耐高電壓、耐高溫的功率半導體。

簡單來說，不論高溫或低溫，車用半導體在任何溫度下都必須正常啟動，而且不能故障。要開發出符合這些刁鑽條件的材料，當然非常困難，技術水準要很高，也需要很精細的技巧，並投入數兆韓元的研發費用。換句話說，只要率先搶下車用半導體的市場，就能長期主宰此市場。

在這邊，我想分享跟此主題有關的有趣故事。我現在開的車是Kia K7，目前還很滿意，但我想在3到五年後換成特斯拉的Model S，不然就是保時捷的Panamera 或Taycan。

聽到這番話的人，多半會感到驚訝，問我：「特斯拉跟保時捷是同樣等級的車子嗎？」其實，特斯拉車子的完成度低得嚇人，像是接合處的縫隙有一根手指寬，以及跟價錢相比，材質過於廉價等，的確會令人懷疑。

不過，以我個人來說，我對特斯拉的好感僅次於蘋果。說不定我的意見某部分也受到特斯拉股價上漲影響。那麼說來，這好感究竟從何而來？我覺得，馬斯克的領袖魅力和領導力都很像史蒂夫．賈伯斯（Steve Jobs），而且特斯拉是目前效能最好的電動車，搭載非常優秀的自動駕駛系統；更重要的是，開特斯拉，給人一種走在流行尖端的感覺。

當然，特斯拉也可能是泡沫，只在歷史上留下一點華麗的痕跡後就消失。不過，因特斯拉而帶起的自動駕駛與電動車熱潮，不會那麼容易消散。

韓國公司也在努力追趕特斯拉。2020年7月，三星電子副董事長李在鎔和現代汽車首席副董事長（按：已於2020年接任董事長）鄭義宣見面了。韓國頂尖企業的巨頭見面討論汽車的未來，就能知道汽車市場的未來值得期待。

實際上，三星電子將車用半導體、AI、5G通訊、生技領域選為四大未來成長潛力，現代汽車也大幅投資在自動駕駛汽車與氫動力汽車上。當然，自動駕駛汽車的穩定性及電動車的經濟效應仍有許多爭議，但這兩者即將成為時代核心，這點誰都無法否認。

▲特斯拉的Cybertruck（左）和現代汽車的PORTER II Electric（右）。儘管大眾對Cybertruck好感度壓倒性的高，但全球第一輛商業化的電動卡車PORTER II Electric更貼近日常生活。（圖片來源：《半導體，下一個劇本》）

入門門檻高，中資難以輕易挑戰的市場

就算不是自動駕駛汽車或電動車，最近新推出的汽車裡，也充滿各種車用半導體，從告知路徑、注意行人並停止、維持車道、配合車流狀況改變速度等功能，各種感測器、攝影機和通訊設備都需要車用半導體。

電動車所使用的電池也須由車用半導體控制，並不是將電池裝在電動車上，就能發動電動車，而是要由系統變換從電池流出的電流，然後分配並控制。到了這個程度，電動車已經接近一臺會移動的電腦了，特斯拉的自動駕駛汽車，就由儀表板中間設置的大型平板，來操作大部分的功能。照這個趨勢，往後更多汽車都會搭載更多車用半導體，那麼，這些東西能用機械搖桿或開關調整嗎？絕對不行，一定要由車用半導體調整。這代表，已經出現了一個涵蓋無限可能性的市場。

你可以上網查查看車用半導體的市場規模，已經有許多專家分享看好未來的評論或分析，但相較之下，一般人仍不太清楚車用半導體的可能性。這是因為他們對專家沒信心嗎？

的確，專家的預言常常出錯，不過，這次的狀況不一樣；儘管在開車時，有自動駕駛系統或相關感測器協助，但很難直接看到隱藏在汽車深處的車用半導體，所以此市場現今仍常被人們忽視。不過，這個市場非常強大，簡單來說，就是：「不吵雜卻很強烈。」

就像前面所說明的，車用半導體市場的入門門檻非常高，必須具備技術和資本，這也是中國公司難以輕易挑戰的原因。

其實，根據市場調查機構矢野經濟研究所在2017年發表的報告，可以得知功率半導體市占率第一名的公司，是德國的英飛凌，第二名是美國的安森美（onsemi），第三名是日本三菱（Mitsubishi）；Strategy Analytics 的報告裡則涵蓋了車用半導體，報告顯示，第一名是英飛凌，第二名是荷蘭公司恩智浦半導體（NXP Semiconductors）；功率模組的第一名是英飛凌，第二名是安森美。上述公司所屬的國家，美國、德國、日本、荷蘭都是基礎科學強國，表示車用半導體仍是難度相當高的領域。

美國總統喬．拜登（Joe Biden）相當重視環境議題，他表示從2021年1月上任開始，預計在往後10年內投資1兆7,000億美元，以達到碳中和（按：企業、組織在特定衡量期間內，碳排放量與碳清除量相等，又稱為淨零排放二氧化碳）的目標。全球規模最大的資產管理公司貝萊德（BlackRock）則正準備布局7兆8,000億美元，宣布未來資金將撤出不重視ESG，也就是環境（environment）、社會（social）和治理（governance）的公司。

如今，大眾之間正在形成一種共識，要保護環境、節約能源，所以要減少使用內燃機。對此，無論是石油、柴油或是電，能將燃料消耗效率提升到最高的功率模組和車用半導體，重要性逐漸提升。其實，2020年SK海力士發表的各半導體銷售增加率中，車用半導體也正持續增加。

市調機構IHS預測，2020年車用半導體市場規模將超過500億美元，三星電子2021年第3季銷售額為73億韓元，不久後就會上漲至類似的金額。

想到三星電子的龐大勢力，就可以得知車用半導體的規模很大，甚至有人說，三星繼獨占記憶體半導體後，下一個領域就是車用半導體。

2020年5月已經出現值得關注的相關訊息。負責封裝製程的半導體公司艾克爾國際科技（Amkor Technology）裡，統整車用半導體的負責人普拉薩德．東德（Prasad Dhond），他表示短期汽車界的前景並不好。其實，汽車產量正在縮減。電子工程國際企業博世（Bosch）生產各種汽車零件，他們也預測汽車產量將下降20％；同時，英飛凌與NXP半導體在2020年第1季的銷售量，也非常令人惋惜。

▲2021年第1季車用半導體市占率。歐洲的半導體公司正浮上檯面。資料來源：韓國汽車研究院。（圖片來源：《半導體，下一個劇本》）

不過，東德的結論很確定：「在美國經濟裡，汽車產業的比重很大，車用半導體的市場會穩定成長。」他關注的點是，往後穿梭在馬路上的車，不是會立刻變成真正的自動駕駛汽車或電動車，而是會有無數輛使用高效能車用半導體的汽車。還有成長可能性比這還高的市場嗎？東德的意思就是：「車用半導體的市場將比現在大上許多，未來無限光明。」

股價攀升的公司，都在做類比半導體

在半導體的各種分類中，有一項是數位與類比。數位半導體將訊號分成0和1，類比半導體則將類比訊號轉換成數位訊號。數位相機的影像感測器就是代表性的類比半導體，能夠捕捉不斷變動的自然風景，形成間歇的數位圖案。最近因為開發自動駕駛汽車，使類比半導體的需求暴增，自動駕駛汽車在行駛期間，必須常常注意周遭情況，所以需要效能好的類比半導體，而相關的半導體公司股價亦持續向上攀升。

作者簡介_權順鎔

在韓國生產技術研究院裡研究半導體封裝材料。目前經營的YouTube頻道為「SOD」，探討科學技術、工程與半導體，受到近60萬名追蹤者的青睞。2021年7月被委任為隸屬總統管轄的國家知識財產委員會宣傳大使，也受到KAIST（韓國科學技術院）、YouTube Korea等的邀請，積極參與以科學交流為主題的活動，合作對象包含韓國科學技術翰林院、韓國科學技術研究院、韓國科學創意財團、韓國天文研究院、韓國僱傭勞動部。

本文摘自大是文化出版 《半導體，下一個劇本》