国内碳化硅功率器件的国产替代,卡点并不在某个单一环节,而是晶圆制造工艺(尤其是8寸线)、MOS管制造能力与衬底材料自主化三方面环环相扣的瓶颈。当前国内厂商主流仍停留在6寸线,而海外龙头已在8寸线扩产;同时,国内多数厂商的量产产品集中在技术门槛较低的二极管(红海市场),而工艺要求更高的SiC MOSFET(蓝海市场)仍主要被海外品牌占据。

制造环节:6寸到8寸的跨越

碳化硅晶圆尺寸的升级是当前行业降本与产能扩张的核心矛盾。官方资料显示,目前碳化硅的主流生产线仍是6寸,而海外龙头如克里(Cree)的8寸线仍在扩产阶段,需要大量时间。晶圆尺寸越大,单片产出的芯片数量越多——以5mm*5mm的Die尺寸为例,8寸晶圆产出约1033颗,而12寸晶圆可产出约2461颗。因此,8寸线能否快速放量,直接决定了碳化硅器件降本的速度与供货能力。国内厂商在这一环节的布局进度,是追赶的关键差距所在。

工艺能力:二极管红海与MOS管蓝海

在器件制造端,国内厂商的工艺积累是另一大瓶颈。官方资料明确指出,国内大部分厂商在封装成产成品阶段,只能做成二极管,对于工艺要求更高的MOS管无能为力,原因在于技术水平尚未达到。这导致市场格局呈现明显分化:二极管领域国内厂商竞争激烈,已是红海;而SiC MOSFET市场原本完全是海外品牌的地盘,属于名副其实的增量蓝海。谁能率先突破MOS管的制造工艺,谁就能抢占这一增量市场。

材料与供应链:衬底与封装的双重考验

衬底材料的一致性问题同样不容忽视。以特斯拉召回事件为例,业内观点(如景顺基金经理杨锐文)认为,问题可能出在衬底一致性导致的特定参数漂移,最终引发单管一致性差异。此外,即便国内厂商进入MOS管领域,封装环节也需重新设计——为了发挥碳化硅性能,封装难度远大于IGBT,国内如比亚迪、斯达等模块厂商,目前仍需要采购意法(ST)、博世(Bosch)或克里(Cree)等海外厂商的晶片再自行封装。

常见问题

国内碳化硅厂商目前主要能做什么产品?

国内厂商目前量产重心主要在碳化硅二极管,该领域竞争激烈,属于红海市场。对于工艺门槛更高的SiC MOSFET,多数国内厂商尚不具备量产能力,该市场仍以海外品牌为主。

为什么8寸线对碳化硅降本如此重要?

晶圆尺寸越大,单片晶圆切割出的芯片数量越多,单位成本越低。官方资料对比显示,在相同Die尺寸下,12寸晶圆产出数(2461颗)远高于8寸(1033颗)。因此,从6寸升级到8寸乃至更大尺寸,是碳化硅解决产能问题与降本的关键路径。

碳化硅MOS管的技术演进方向是什么?

行业趋势正从平面结构(Planner)向沟槽结构(Trench)演进,沟槽型被视为终极目标。但沟槽结构会使氧化层变得脆弱,可靠性是其主要挑战,能否达到车规要求仍需工艺进步与车厂验证。目前海外大厂中,罗姆(Rohm)与英飞凌(IFX)已推出沟槽型产品,克里、意法、安森美仍以平面型为主。