研究顯示，2019-2025年新能源汽車總銷售量複合年成長率超過28%，到2025年，純電動汽車將占新能源汽車總銷售量的25％以上。
傳統功率元件已經不能滿足電動汽車發展的需要，新材料正在助力新能源汽車突破這一瓶頸。IHS的研究報告表明，SiC和GaN材料正在汽車領域呈現爆發性成長態勢。預計未來五年，在汽車市場中SiC材料器件將以52%的複合年成長率高速成長，到2025年市場規模接近40億美元；GaN材料器件的市場規模到2025年也將突破10億美元，在汽車市場的複合年成長率超過200%!。
SiC材料 產能成為關鍵
意法半導體汽車和離散元件產品部大眾市場業務拓展負責人與公司策略辦公室成員Giovanni Luca SARICA表示，近幾年ST的SiC業務每年增加1億美元，預計2020年汽車和工業市佔率約佔50%。ST的未來目標是SiC業務市場佔有率超過30%。
意法半導體汽車和離散元件產品部大眾市場業務拓展負責人與公司策略辦公室成員Giovanni Luca SARICA表示，近幾年ST的SiC業務每年增加1億美元，預計2020年汽車和工業市佔率約佔50%。ST的未來目標是SiC業務市場佔有率超過30%。
如今，超過40% 的純電動汽車採用SiC材料作為動力系統的關鍵元件。超過600V電壓的汽車驅動牽引逆變器，馬達驅動應用中，SiC材料正在快速替代傳統的Si基 IGBT 元件。
圖: SiC MOSFET逆變器比IGBT逆變器切換損耗降低80%！
驅動馬達逆變器和車載充電器中的矽基IGBT和二極體改用SiC MOSFET之後，系統結構配置更緊密、輕量化，更高的轉換效率大大降低了發熱使得散熱和冷卻系統設計變得簡單，同時新材料能夠承受更高功率密度，使得新能源汽車的從點時間大大縮短，並可配置大容量電池，有效增加續航能力。
目前，制約SiC材料發展的一個主要問題就是產能緊缺。
針對SiC的產能緊缺的問題，在繼續投資新廠，擴大自有產能的基礎上，ST還通過合作與併購方式進行產能縱向整合。
•2019年初，ST與Cree簽署了一份多年供貨協定，獲得一份價值2.5億美元的150mmSiC晶圓；
•2019年底，ST以1.375億美元收購Norstel 剩餘的45％股權，Norstel將被完全整合到ST的全球研發和製造業務中，繼續發展150mm碳化矽裸片和外延片生產業務研發200mm晶圓以及更廣泛的寬能隙材料；
•2020年1月，ST與ROHM旗下SiCrystal達成超1.2億美元的協定，由SiCrystal（SiC晶圓生產量歐洲第一）向ST（針對眾多電子設備提供半導體的全球性半導體製造商）供應先進的150mm SiC晶圓。
•2019年底，ST以1.375億美元收購Norstel 剩餘的45％股權，Norstel將被完全整合到ST的全球研發和製造業務中，繼續發展150mm碳化矽裸片和外延片生產業務研發200mm晶圓以及更廣泛的寬能隙材料；
•2020年1月，ST與ROHM旗下SiCrystal達成超1.2億美元的協定，由SiCrystal（SiC晶圓生產量歐洲第一）向ST（針對眾多電子設備提供半導體的全球性半導體製造商）供應先進的150mm SiC晶圓。
預計2019-2030年，SiC MOSFET市場將佔功率半導體增量成長率的約50％，是功率半導體市場的一個主要動力源；而另一個動力源則來自GaN材料，600V以下的功率市場包括汽車、工業以及消費電子產品，將是GaN材料的天下。
開發GaN市場也正展開多方合作
氮化鎵(GaN)元件的開關速度是矽元件的10倍，同時工作峰值溫度更高，這些穩健強大的材料特性使氮化鎵非常適合不斷發展的100V和650V區間的汽車、工業、電信和特定消費類等各種應用領域。
氮化鎵(GaN)元件的開關速度是矽元件的10倍，同時工作峰值溫度更高，這些穩健強大的材料特性使氮化鎵非常適合不斷發展的100V和650V區間的汽車、工業、電信和特定消費類等各種應用領域。
在汽車電動化演進中，車載充電器OBC（On-borad Charger，大陸稱為車載充電機）、48V直流變換器是GaN材料應用重點。
車載充電機的作用是讓用戶可以在家或公司利用現有的小功率交流電為新能源汽車進行充電，免去頻繁跑去專門充電站的煩惱。所有的新能源汽車都配備了各式各樣的車載充電機，現在3.3KW以及6.6KW的車載充電機已經不能滿足需求，更大功率的車載充電機需求已經十分明顯，在更高功率條件下，傳統的功率半導體產品面臨瓶頸，GaN功率元件以幾乎相同的優勢（SiC相較傳統IGBT）得到新能源市場的青睞。
意法半導體亞太區功率離散和類比產品元件部區域行銷和應用副總裁 Francesco MUGGERI 表示，為增加性能和易用性，ST在單晶片和系統級封裝內整合GaN功率級和智慧功能。將BCD( Bipolar-CMOS-DMOS)邏輯控制器、GaN材料以及驅動器和保護功能整合在一起，為其產品在汽車電動化應用中爭搶有利位置。目前多款符合ISO 26262規範，功能性安全方案符合ASIL-D級安全標準的多款產品正處於規劃或即將上市階段，如：用於驅動OBC、DC/DC、BSG的雙驅電隔離型閘極驅動器（6kV），和用於驅動馬達系統的單驅電隔離型閘極驅動器（6kV）預計在2021年前上市。
此外針對電動汽車的BCD多款智慧功率方案已經量產或在路上：
•具有智慧功率功能的，L9908 BLCD驅動器，預計2020年第三季上市，主要應用在48V輕度混動和入門級汽車中；
•針對電池管理系統的48V到800V電動化升級，具有高精度、彈性、經濟的L9963產品正在進行量產；
•針對電池斷電：撞車時停止電池連接，消除所有可能引起火災的條件的保護元件，L9678和L9679產品也已經廣泛使用在各型車輛中
•針對電池管理系統的48V到800V電動化升級，具有高精度、彈性、經濟的L9963產品正在進行量產；
•針對電池斷電：撞車時停止電池連接，消除所有可能引起火災的條件的保護元件，L9678和L9679產品也已經廣泛使用在各型車輛中
圖:電動汽車BCD智慧功率解決方案
與SiC的情況類似，GaN同樣面臨產能和一系列的技術問題，ST除了繼續與CEA-Leti公司在法國Tours的開發專案以外，2020年2月20日，ST宣佈與台積電合作GaN製程技術的開發以及GaN分立和整合元件的供貨；2020年3月6日，ST宣佈收購法國Exagan公司，Exagan致力於推進電力電子行業從矽基技術向GaN-on-silicon技術轉變，研發體積更小、能效更高的功率轉換器，Exagan的GaN功率開關是為標準200毫米晶圓設計，ST收購Exagan後，其外延製程、產品開發和應用經驗將拓寬並推進意法半導體的汽車、工業和消費用功率GaN的開發規劃和業務。
亞太區車市是新能源車市的成長核心
在電動汽車市場快速成長的帶動下，ST強項----車用MCU在2019年營收成長43%，5年間實現了4倍營收增幅。而這部分主要源于亞洲地區，特別是中國新能源汽車市場的貢獻。
在電動汽車市場快速成長的帶動下，ST強項----車用MCU在2019年營收成長43%，5年間實現了4倍營收增幅。而這部分主要源于亞洲地區，特別是中國新能源汽車市場的貢獻。
意法半導體亞太區汽車產品行銷及應用資深總監鄭明發指出，亞太地區在全球新能源汽車市場的市佔率和產能占比超50％!
與傳統汽車市場相比，汽車電動化市場未來5年的複合年成長率高達22%，9倍于傳統汽車市場的成長，而數位化方面的複合年成長率也5倍于傳統車市，達到12%。
在經歷了新冠肺炎疫情之後，為提振車市，中國政府出台了大量針對新能源車市的政策，包括延長新能源汽車的補貼時間，增加汽車限購地區的新能源採購指標等等。可以預見，在未來的一段時間內，中國將繼續引領新能源汽車市場的發展。
為此ST在上海成立新能源汽車技術創新中心，協助中國汽車客戶在自動駕駛、智慧聯網、電氣化等領域的技術升級，並參與了中國製造2025計畫。
同時，ST與亞太地區多家新能源汽車公司展開合作，在車載充電器、直流變換器、動力系統的啟動發電一體機、大功率快速充電站等所有領域推進新能源汽車市場快速成長。
