SiC功率器件产业链的价值分配,正因商业模式与设计创新的双重变化而重塑。海外厂商普遍采用IDM一体化模式,国内则以垂直分工为主;而ROHM(罗姆)推出的混合型SiC模块,通过仅将续流二极管替换为SiC的设计,在控制成本的同时大幅降低了功率损耗,这使其在产业链中的议价能力向模块集成环节倾斜。

IDM与垂直分工:两种商业模式的格局差异

在SiC产业链中,从上游到下游依次为衬底、外延、设计以及制造。海外厂商一般采用一体化IDM架构,国内则以专注某一环节为主,形成了垂直分工的格局。这种差异源于SiC产业的高壁垒特性:衬底环节成本占比最高、技术壁垒也最高,海外龙头厂商通过IDM模式实现了从材料到器件的全链条把控,而国内厂商则通过聚焦单一环节寻求突破。

成本结构与价值分配的核心:衬底环节

SiC成本高的核心在于衬底环节。碳化硅器件成本构成中,衬底占47%、外延占23%、设计制造封测占30%,衬底成本接近全产业链的一半。这主要是因为衬底晶体生长速度极慢,主流PVT物理气相传输法每小时仅能生长0.2-0.3毫米,与硅材料一周生长数米的速度存在百倍差距,加之良率较低,直接推高了衬底价格,进而影响整个产成品的成本。

混合型SiC模块:设计创新如何改变价值分配

面对SiC的高成本,ROHM的混合型SiC模块提供了一种折中思路:结构仍是硅基IGBT,仅将续流二极管(FRD)换为SiC。这一设计的好处在于,根据ROHM的计算,功率损耗比传统IGBT下降了67%,同时成本上升部分可控——只有二极管部分的成本有所提高。这种设计创新的意义在于,它不依赖全链条的IDM整合,而是通过模块层面的设计优化,在性能与成本之间取得平衡,使得模块集成环节的议价能力得到提升

常见问题

SiC和GaN的应用场景有何不同?

两者虽同属第三代半导体,但应用场景差异明显。GaN适用于高频场景,而SiC适用于大功率场景,二者并非直接竞争关系。由于大功率场景与IGBT联系更紧密,所以SiC常被拿来与IGBT并列比较。

混合型SiC模块与全SiC模块的核心区别是什么?

混合型SiC模块的主体器件芯片仍是硅基IGBT,只将续流二极管替换为SiC,而全SiC模块则整体采用SiC材料。混合型的设计思路是在大幅降低功率损耗的同时,控制成本上升的幅度,是一种折中的技术路线。

国内厂商在SiC产业链中的机会在哪里?

国内厂商以专注某一环节为主,与海外IDM模式形成互补。在衬底环节,国产厂商天科合达已占据一定市场份额,但整体仍处于追赶阶段。垂直分工模式使国内厂商能够在特定环节深耕技术、积累经验,逐步提升在产业链中的价值份额。