同规格SiC器件价格约为IGBT的2.5倍以上,这一溢价主要源于衬底环节的高成本。ROHM(罗姆)的混合型SiC模块通过仅将续流二极管(FRD)替换为SiC材料、主体仍保持硅基IGBT结构,把成本上升控制在“只有二极管部分成本提高3倍”的范围内,从而在保留SiC低损耗优势的同时抑制整体溢价。这种“局部SiC化”的设计,使功率器件产业链的价格传导从“全盘升级”变为“增量替换”,也让模块厂在下游议价时有了更灵活的成本解释空间。
SiC高价的核心来源:衬底环节
SiC器件价格高企,根源在产业链最上游的衬底环节。碳化硅衬底的晶体生长速度慢——主流PVT(物理气相传输法)工艺下,晶体每小时仅生长0.2-0.3毫米,一周约2-3厘米,而硅材料一周可生长数米,存在百倍差距,叠加良率较低,衬底成本居高不下。衬底成本占SiC全产业链成本约47%,外延占23%,设计、制造、封测合计占30%。衬底环节的高成本直接传导至成品,使得相同功率的SiC器件价格达到IGBT的2.5倍以上。
ROHM混合型SiC模块:局部替换的成本控制逻辑
面对SiC的高价,ROHM采用混合型方案:模块结构仍为IGBT架构,主体芯片保持硅基,仅将续流二极管(FRD)替换为SiC材料。由于MOSFET本身带有体二极管,不需要这种架构,因此该设计主要针对IGBT场景。这一方案的效果体现在两个维度:一是性能上,根据ROHM的计算,混合型模块的功率损耗比传统IGBT下降约67%;二是成本上,由于未全盘采用SiC,成本上升部分可控,简化理解就是只有二极管部分的成本提高了3倍,其余部件成本不变。
价格传导与议价能力的再分配
混合型SiC模块对产业链的价格传导逻辑产生了结构性影响。对下游应用端而言,它提供了介于“传统IGBT”与“全SiC模块”之间的中间选项:既获得SiC二极管带来的损耗改善,又不必承担全SiC方案的整体溢价,采购决策的弹性更大。对模块厂而言,由于成本增量集中在单一器件(二极管),定价时可以向客户明确展示“性能提升对应多少增量成本”,议价过程更透明。而对衬底供应商来说,混合型方案意味着SiC衬底需求从“全模块覆盖”变为“单器件覆盖”,单位模块的SiC用量下降,但下游应用门槛降低、渗透范围扩大,整体需求空间仍取决于市场规模的增长。
常见问题
混合型SiC模块的损耗改善幅度是多大?
根据ROHM的计算,混合型SiC模块的功率损耗比传统IGBT下降约67%。具体到开关损耗,以往IGBT产品为78W,而混合型IGBT(RGWxx65C系列)为34W;开通损耗方面,以往产品为11W,混合型为13W。
为什么混合型SiC模块只换二极管而不换主体芯片?
混合型方案的主体芯片仍为硅基IGBT,仅将续流二极管(FRD)替换为SiC。这样设计的原因是:续流二极管是IGBT开关工作时的必要部件,将其替换为SiC可大幅降低功率损耗,同时避免全盘采用SiC带来的高成本——成本上升仅集中在二极管部分(提高3倍),其他部件成本不变。MOSFET因自带体二极管,不需要这种混合架构。
SiC衬底市场格局如何影响价格走势?
SiC衬底市场呈现一超格局,Wolfspeed市占率约62%,II-VI约14%,ROHM约13%,SK Siltron约5%,国内厂商天科合达约4%。衬底环节技术壁垒高、晶体生长慢,是SiC器件价格高于IGBT(2.5倍以上)的主因。混合型模块降低单模块SiC用量,有助于缓解衬底供给紧张对下游价格的直接冲击,但衬底本身的成本与良率改善仍是长期价格下行的关键变量。