Wolfspeed在碳化硅衬底市场占据62%的份额,呈现一超多强格局,中国厂商天科合达市占率约4%。在碳化硅功率器件全球版图中,美日韩主导上游材料,中国在下游新能源车需求端具备全球领先优势,但产业链话语权仍待提升。
衬底环节:Wolfspeed 一超格局明显
碳化硅产业链从上到下分为衬底、外延、设计及制造。其中衬底环节技术壁垒最高,成本占全产业链约一半。根据 Wolfspeed 2021 年投资者日披露的数据,全球碳化硅衬底市场中,Wolfspeed 以 62% 的市占率独占鳌头,II-VI 占 14%、Rohm 占 13%、SK Siltron 占 5%,而唯一的国产厂商天科合达市占率仅为 4%。
| 厂商 | 市占率 |
|---|---|
| Wolfspeed | 62% |
| II-VI | 14% |
| Rohm | 13% |
| SK Siltron | 5% |
| 天科合达 | 4% |
| 其他 | 2% |
衬底成本高的核心原因在于晶体生长速度慢。目前主流的物理气相传输法(PVT)被约 90% 以上的企业采用,晶体生长速度一般为每小时 0.2-0.3 毫米,行业内领先的 Wolfspeed 一周约能生长 4 厘米,而硅材料一周可生长数米,存在百倍差距,加之良率较低,衬底价格居高不下。
中国位置:下游需求强,上游供给弱
从产业链布局看,海外厂商多采用一体化的 IDM 架构,而国内厂商以专注某一环节为主。在衬底这一核心环节,国产份额极低,话语权有限。碳化硅器件价格目前可达同功率 IGBT 的 2.5 倍以上,其中衬底成本约占 47%、外延占 23%、设计制造封测占 30%。
值得注意的是,碳化硅与 IGBT 同属大功率应用场景,在新能源车领域需求广阔。中国作为全球领先的新能源车市场,下游需求端的规模优势明显。但需求端的优势能否转化为产业链上游的话语权,取决于衬底、外延等关键环节的技术突破与产能爬坡进度。
常见问题
为什么衬底环节如此关键?
衬底成本占碳化硅全产业链成本约一半,且技术壁垒最高。晶体生长速度慢(主流 PVT 法每小时仅生长 0.2-0.3 毫米)导致产能有限、良率提升困难,直接决定了整个产业链的成本与供给能力。
中国厂商在碳化硅产业链中处于什么位置?
国内厂商在衬底环节市占率极低(天科合达约 4%),整体呈现以专注单一环节为主的格局,与海外 IDM 一体化模式存在差异。不过在下游新能源车等应用端,中国市场需求规模具备全球竞争力,有望带动全产业链发展。
碳化硅与 IGBT 是什么关系?
碳化硅是材料,IGBT 是器件结构。碳化硅基器件与 IGBT 同属大功率应用场景,但碳化硅凭借宽禁带特性,在导热性、开关频率、功率损耗等方面具备材料层面的先天优势,无需依赖设计改进即可突破硅基材料的功率与频率极限。