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二極體(diode)是什麼?二極體概念股有哪些?車用二極體在漲什麼?
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郭書言
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二極體(diode)是什麼?二極體概念股有哪些?車用二極體在漲什麼?

2023 年 7 月 12 日

 
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受惠於電動車趨勢,特斯拉(Tesla, TSLA-US)股價今年以來已經上漲翻倍, 2023 年 Q2 交車輛再創新高,挹注台股中二極體概念股的業績成長。究竟什麼是二極體?二極體可以應用在什麼領域?二極體概念股與產業現況又是如何?本篇文章帶你一探究竟!

二極體(diode)是什麼?

二極體(Diode)又稱為二極管,是各種電子系統中最基本的電子元件,二極體是同時具有陰極、陽極兩個電極的元件,只允許電流從單一個方向流過,最早的二極體是由真空管或充滿低壓氣體的管子組成,現今則多使用半導體材料製成。二極體就像是電流的閥門或開關,可以控制電流,又可以達到整流(Rectifying)的功能,即將交流電轉換為直流電,二極體被廣泛應用在電子產品中。

二極體的構造與原理

二極體是由半導體材料所組成,過去多用鍺作為材料,現今則大多使用矽製成,二極體元件是在半導體內將 P 型與 N 型接合,形成 PN 結或稱 PN 接面(Junction),所謂的二極即為 P 型與 N 型兩種極性不同的半導體,P 型半導體端帶正電稱為「陽極」、N 型半導體端帶負電稱為「陰極」,當 P 型端接到電池正極時電流可以通過、當接到電池負極時電流無法通過,使電流形成單向流通,達到整流的效果,也就是將交流電轉換為直流電。

二極體的構造與原理

二極體應用

二極體的應用都是根據其提供電流單向流通的特性,其原理為「順向偏壓(Forward Bias)」、「逆向偏壓(Reverse Bias)」,順向偏壓即將二極體 P 型端連接正極,讓電流可以流通,逆向偏壓則相反,而電流不可通過,此特性使二極體得以用作電流的閥門,或將交流電轉換為直流電的整流功能,二極體終端應用主要為消費性電子設備車用電子零組件電腦與通訊設備等。

二極體種類

二極體依據應用與特性可以分為許多種類,以下介紹常見的 5 種二極體,其他種類還有包括隧效應二極體、PIN 二極體、點接觸二極體等,另外部分光電元件也是由二極體組成,如發光二極體(LED)、雷射二極體、光電二極體等。

  1. PN 接面二極體(PN Diode):最基本的半導體二極體,即利用 PN 接合的特性,用於整流、保護電感等其他電子元件。
  2. 蕭特基二極體(Schottky Barrier Diode):利用金屬與半導體接面形成蕭特基作用,使用順向偏壓時,電壓較低、導通回復時間短,適用於高頻率電流的整流。
  3. 齊納二極體(Zener Diode):又稱為定電壓二極體、穩壓二極體,使用逆向偏壓原理,產生的電流變化小,有穩定電壓的功用。
  4. 定電流二極體(Current Regulative Diode,簡稱 CRD):無論電壓多少,都可以得到一定電流的元件,電流容量約為 1 ~ 15mA 。
  5. 變容二極體(Variable Capacitance Diode):施加逆向電壓,產生靜電容量變化,廣泛運用於電視接收器、行動電話等。

💡延伸閱讀>>>Mini LED 是什麼?原理?應用?Mini LED 概念股整理!

二極體股票(概念股)

受到第三代半導體與電動車的雙題材加持,許多二極體股票今年有不錯的表現,近期受特斯拉交貨超出市場預期影響,車用二極體概念股漲勢強勁,包括強茂( 2481-TW )德微( 3675-TW )、朋程( 8255-TW )等股價表現強勢,而第三代化合物半導體話題再起,使漢磊( 3707-TW )、台亞等股價短期表現優異。以下提供熱門二極體概念股,供投資人參考。

資料來源:作者整理
二極體概念股
股票代碼 股票名稱 產品
2481 強茂 二極體、MOSFET
3675 德微 二極體、晶圓
8255 朋程 二極體、電壓調節器
3707 漢磊 矽磊晶片、功率半導體
2434 統懋 功率電晶體、二極體
2342 茂矽 MOSFET、IGBT
2340 台亞 感測元件、LED 發光元件
3257 虹冠電 電源管理 IC、功率元件
6573 虹揚-KY 整流器、二極體
2302 麗正
5425 台半

💡延伸閱讀>>>MOSFET 是什麼?MOSFET 應用有哪些?

二極體產業現況

根據研調機構 Precedence Research 的數據顯示, 2022 年全球二極體市場產值為 72 億美元,預估 2032 年全球二極體市場產值將上升至 105 億美元,年化成長率達 3.85% ,其他研調機構如 MMR、Knowledge Sourcing Intelligence 也大致認為二極體產值在未來 5 ~ 7 年可以擁有 3.77 ~ 4.26% 的年化成長率,其中成長動能主要來自於車用與消費性電子領域。

二極體市場規模

車用二極體

車用二極體主要裝配於汽車發電機,將引擎運轉時產生的交流電轉換為直流電,並將電力儲存於電瓶中,提供汽車上各項需要使用電力的設備使用,車用整流二極體的電流容量在 25A 以上,屬於大電流產品,需擁有耐高溫耐高壓,以及一定的散熱能力。電動車的興起使汽車上的電子元件大幅增加,對於車用二極體的需求也迅速跳升,且根據環保法規的演進,車用二極體必須做到更高的發電效率,在需求持續增加的同時,車用二極體也朝向更高毛利的超高效二極體發展。

SIC 二極體

SiC 二極體又稱為 SiC 蕭特基二極體,一般二極體使用矽作為材料,而 SiC 二極體則使用碳化矽材料,並採蕭特基構造,碳化矽具有效率、熱性能方面的優勢,可以再更高溫、高壓的環境下運作,可承受 600V 以上電壓,且開關速度更快更有效率,目前已運用在各類電源轉換器,如電源、太陽能、電動車等領域。產業正積極發展先進 SiC 二極體,主要應用在電動車上,目標是幫助電動車延長電池續航力與提高充電效率,目前在 800V 領域上可提高 7% 的電池續航力,未來的 SiC 二極體將朝 10% 邁進。

💡延伸閱讀>>>第三代半導體是什麼?碳化矽(SIC)概念股、第三代半導體概念股有哪些?

二極體未來展望

二極體的應用廣泛,舉凡電腦、消費性電子產品、汽車、電動車、網通設備等,其內部都擁有著大量的電子元件,需配備相對應的二極體來運作,預期未來在電動車應用方面,二極體的需求與毛利都能有效提升,其他如網通設備、消費性電子產品等,對於更高效能的二極體也擁有更大量的需求。

  1. 電動車應用成長動能強:隨著新能源車的興起,包含電動車、油電混合車等,所需使用到的二極體數量大幅增加,且要求更高效能、高耐熱的二極體,使二極體廠商開始生產高附加價值的產品,有效挹注營運表現。
  2. 產品組合與毛利率轉佳:由於二極體屬於電子零組件,過去的產品毛利率並不算高,不過隨著工業控制、電動車的新興應用崛起,對於高效能二極體的需求提升,二極體廠商的產品組合與毛利率均有望上升。
  3. 材料升級技術門檻更高:二極體材料從最早的鍺到目前常見的矽,未來將會朝向第三代化合物半導體 SiC、GaN 演進,技術門檻將會更高,擁有此生產技術的廠商,將有機會享有更高毛利的產品組合。

二極體挑戰

  1. 消費性電子需求尚未回溫:消費性電子為二極體應用的重要領域之一,但 2023 年在通膨與升息的環境下,消費性電子仍尚未有回溫的現象。
  2. 新型材料成本仍然過高:SiC 與 GaN 生產的相關功率元件的成本仍然居高不下,加上製造技術的困難,要量產有一定的難度,預估未來 3 ~ 5 年價格才有機會下降。

二極體總結

  1. 二極體是電子系統中最基本的電子元件,由半導體材料所製成,透過其陰陽兩極的端子,讓電流單方向通過,達到整流的功能。
  2. 二極體元件是在半導體內將 P 型與 N 型接合,形成 PN 接面,達到控制電流的效果。二極體被廣泛應用在汽車電子、消費性電子、通訊設備等領域。
  3. 二極體概念股受電動車、第三代半導體雙題材加持,相關二極體概念股股價表現亮眼,台股熱門二極體概念股包含:德微、朋程、強茂等。
  4. 二極體產業的市場規模在 2022 年達到 72 億美元,預期未來 10 年將有 3.85% 的年化成長率, 2032 年時產值將可達 105 億美元,其中最大的成長動能來自電動車應用,包括車用二極體SiC 二極體
  5. 二極體產業擁有電動車應用成長動能強、產品組合與毛利率轉佳、材料升級技術門檻更高的發展優勢,但仍有消費性電子需求尚未回溫、新型材料成本仍然過高的發展困境。

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