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48V翻转车电系列:被动元件垂直整合,破日突围

发布时间:2019-03-12 来源: 责任编辑:wenwei

【导读】车用系统升级到48V,亦为被动元件产业带来新商机,但如何在日厂独霸的车用领域占有一席之地却成为台厂最大的考验!电感及晶片电阻厂—奇力新(2456)总经理钟世英与铝质电解电容厂—立隆(2472)总经理吴志铭异口同声表示,「强化上游材料及精进产品工程制造」,是拉近与日厂距离的关键;看好车用电子前景,两家公司全力投入抢进,目前已进入收割期,奇力新目标是今年车用产品占集团营收比重能达30%,并期待3年内达到占比40%到50%目标;立隆则预估,今年车用产品占比可望拉升到10%,3年内占比可望达15%。
 
电容(Capacitance)、电阻(Resistor)及电感(Inductor)为被动元件最重要3种元件;其中电容是以静电的方式储存电能,并在预定的时间释放出来作为调节过滤电波,其主要功能是将电能储存在电场中,为增加电路中的电容量而加入的电子元件,电容大致上可分成铝质电解电容、积层陶瓷电容(MLCC)、钽质电容3种;电感主要功能是防止电磁波的干扰,电磁辐射遮蔽,过滤电流中的杂讯,具有滤波去杂讯、抑制瞬间电流、降低EMI及功率转换等功能,在被动元件的重要性仅次于电容,以结构来分,可分为绕线型电感(Wire-wound)、一体成型、积层印刷(Multilayer)及薄膜(Thin-film);电阻的功能是藉由阻挡方式达到限制电流流量及降低电压,让电子电路能顺利工作,在电路中扮演起分压及分流的角色,一般可分为固定电阻、可变电阻及特种电阻。
 
欧美车厂积极导入48V轻混系统,被动元件使用量也随之攀升,以铝质电解电容及电感为例,由于48V轻混系统将传统引擎的起动马达与发电机整合为一个起动发电机,起动发电机内含一个双向的逆变器(Inverter),电源系统中还需要一个48V转12V的电源转换器,两者均需耐高温震动及大电流特殊铝电容如:48V电源转换专用铝电容等,预估48V系统在马达及逆变器将各增加4到8颗铝电容,48V轻混系统电感需求量亦较燃油车增加约60%、每台车达约2000颗左右。
 
儘管车用被动元件需求量激增,但车用电子基于安全考量,元件均须通过一连串严苛的AEC Q200的产品信赖性测试,如:振动实验及高温验证等,亦要能符合VDA6.3与IATF 169492等标准,以及必须确保零件在高温酷寒下使用寿命可以达到10年以上且0 PPM( Parts-Per-Million,百万分率;即检查100万个产品中不能有任何不良品系统设计与研发),以确保车用元件的品质,因此被动元件厂要进入车用领域,必须先在主要厂区设立AEC Q200相关验证室,订定AEC Q200验证步骤与手法,以达到自我检测力100%标准,而每个实验室不仅设立成本自新台币500万元起跳,相关人员的培训及养成亦需要一年半以上,至于生产厂区也需要获得国际三方相关验证,符合IATF16949(Quality management system)技术规范,进入门槛相当高。
 
除品质要求甚高,由于日本厂商长期深耕各项电子产品上游材料,掌握被动元件上游关键材料技术,且日本投注大量资源开发各种精密制造及检测仪器设备等,加上拥有全球销售量第一的丰田(Toyota)汽车、本田(Honda)汽车、马自达(Mazda)、三菱(Mitsubishi Motors)汽车等知名车厂,完整的汽车及工业产业供应链让村田、太阳诱电、TDK、铝质电解电容厂—Nippon Chemi-con、Nichicon、Rubycon、Panasonic、Sanyo Electric等日本被动元件大厂长期独霸全球车用及工业被动元件领域。
 
48V翻转车电系列:被动元件垂直整合,破日突围
 
为打破日系大厂独霸优势,奇力新及立隆近几年分别透过整併、往上游材料垂直整合及强化自动化生产能力抢攻车用市场,多年努力成果已开始显现。
 
钟世英表示,电感产业技术性相当高,除产品研发制造整合能力,亦须拥有专业粉末材料科学技术能力,欲拉近与日厂竞争者的距离,关键在上游材料及自动化生产,目前奇力新自动化生产品质与日厂差距不远,在材料方面,公司除延揽日本研发材料博士,亦于2017年合併前身为飞利浦磁性事业部的飞磁(Ferroxcube),顺利取得低频到高频、低功率到高功率全系列磁性材料产品与技术,并与飞磁欧洲RD博士共同开发新产品,藉由日本与飞磁研发人员的协助,已大幅拉近奇力新与日厂的距离,甚至在部分产品已超越日厂。
 
目前奇力新铁芯粉与软磁材料透过飞磁的技术及生产规模,已可提供更优特性及成本竞争力、达到车用产品可靠度条件的材料;软磁铁氧体材料与磁芯(Ferrite Core)亦因EV/PHEV高度发展,对于温度稳定性,机械强度及EMI(滤杂讯)的高度要求,计画开发符合汽车要求的MnZn材料及产品(客制化Ferrite Core),现已开发车用EMI 10K材料且居礼温度Tc150度的材料供汽车客户使用。
 
除强化上游材料能力,奇力新合併旺诠,取得功率电感(power choke)产品常需搭配微电阻(current sensor)等类型产品及车用金属板微电阻(Current Sensor)等利基型产品的生产技术,将产品线从电感延伸到电阻,合併美磊及美桀,亦补足电感产品及客户群版图,一连串整併不仅满足客户一站式购足的需求,也让奇力新在全球电感的市占率达13%,直逼村田、TDK及Taiyo Yuden,有机会在今年跻身全球前三大电感厂,对争取强调门当户对的车厂订单如虎添翼。
 
在客户布局方面,奇力新锁定Design House及次系统,从高通、博通等Design house客户切入,在产品设计之初就参与共同开发,目前奇力新车用产品已经从非安全性产品渗透到动力及操控系统,如:应用于电源转换或电源杂讯清除的绕线式功率电感已有多项产品通过车用可靠度测试(AEC Q200 Grade 0),且取得汽车大厂认证通过,大尺寸耐大电流的插件式电感等产品也陆续通过相关可靠度验证,可使用于48V电源系统车载相关应用产品,客户更涵盖国际车用零组件大厂如:Delphy、Denso、Continental、Bosch、Harman及电动车大厂—Tesla等。
 
随着车用产品在客户端渗透率提升下,钟世英表示,公司目标是今年车用产品占营收比重可望达30%,3年内达到占比40%到50%。
 
立隆铝电材料领域亦下足苦功!吴志铭表示,日本达人文化及长期深耕上下游产业,累积了大量的材料及产品技术资料库,让日本精准掌握上游材料性能、加上机械精密度及产品设计能力,成为台厂难以超越的障碍,也因此我们这几年在材料及制造花了不少功夫。
 
铝电容分为铝质电解电容及高分子铝电容(固态电容)两种,其中铝质电解电容关键原料为电蚀铝箔(含阴极箔、阳极箔)或已化成好的铝箔、电解液、电解纸、铝壳、导针、橡胶盖等,电蚀及化成铝箔占铝质电解电容成本的60%以上;为强化产品效能,日本原料厂常配合客户开发更高规电子级铝箔,如:炼铝过程中加入什么材料的合金等,材料不断精进让电蚀及化成铝箔多由日商掌控,全球化成铝箔产能80%以上集中在日本。在固态电容也有类似的情形,固态电容上游原材料为铝箔、电解纸、导针、铝壳、胶粒及高分子,固态电容与铝质电解电容最大差异在于,铝质电解电容的阴极材料是电解液,而固态电容的介电材料为化成的三氧化二铝,并由导电高分子聚合物材料取代电解液,常见的导电性高分子材料为PEDT;固态电容材料主要供应商为德国拜耳及部分日本厂,不过近几年大陆新宙邦崛起,目前除超高端产品是用德国厂,新宙邦及部分台厂已取代德国厂,逐渐打破全球前五大铝质电解电容厂皆是日本厂商态势。
 
为掌握上游材料,立隆转投资以生产化成箔为主的立敦(6175),并由立敦与大陆东阳光集团合资设立—立东电子生产电蚀箔,公司亦于2016年10月以1.3亿元购买松木高分子科技公司生产固态电容器的设备,并与策略材料供应商合作,针对车用铝电容的使用环境开发高阶材料,满足车用铝电容设计需求,垂直整合效益成为立隆抢攻车用领域的利器。
 
机会总是留给准备好的人!日本311大地震造成日本车用铝电容供应中断,让全球Tier车用电子厂深刻体会必须非日系供应商,给予立隆车用铝电容产品绝佳的表现机会,立隆也藉此机会成为全球前五大Tier 1汽车电子厂供应商之一,目前立隆车用铝电容产品广泛使用在车用仪表板等影音相关产品、车灯、车用充电、ABS煞车系统及ADAS、车用安控系统零组件如:安全气囊及倒车雷达、防撞距离侦测、供油控制与车联网等多项产品各类车用电子模组中,针对48V轻混市场,立隆亦与多家车用电子厂合作开发48V电源转换专用铝电容,新产品已在2018年正式量產供货,打破该产品以往仅由少数欧美厂商供应的现况。
 
目前立隆产能约有20%供车用产品使用,车用产品占立隆营收比重已近10%,随着车用产品布局发酵,吴志铭表示,公司目标是3年内车用产品占比达15%。
 
 
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