特斯拉在碳化硅(SiC)模块上采用自研 TPAK 封装、外采裸芯片的模式,官方合作伙伴为意法半导体(ST),其衬底大部分来自Wolfspeed(原 Cree)。这一分工折射出全球功率器件格局:海外大厂主导晶圆与芯片环节,中国厂商当前的卡位主要在封装端,碳化硅 MOSFET 芯片的国产化率仍处于较低水平。

全球分工:特斯拉的 TPAK 供应链模式

特斯拉为了最大化功率器件性能,自行设计了名为 TPAK(Tesla Pack) 的封装模块。该模块不仅可接入碳化硅 MOSFET 裸芯片,也可兼容 IGBT 芯片,甚至为未来车规级氮化镓芯片预留了空间。

在供应链组织上,特斯拉主要对外采购裸芯片,官宣的碳化硅合作伙伴是意法半导体(ST),而意法的大部分衬底又来自 Wolfspeed(即 Cree)。模块封装设计由特斯拉完成,目前这些设计也已开放给其他海外大厂,形成了多供应商供货的局面。这一模式的核心在于:封装设计权掌握在特斯拉手中,芯片供应则由海外头部厂商分食。

中国位置:封装有卡位,芯片是短板

对照全球分工,中国功率器件厂商的实际位置更为清晰。目前碳化硅模块出货量较大的比亚迪,实际是采购意法(ST)或博世(Bosch)的晶片后自行封装;斯达同样采取类似模式,采购克里(Cree)的晶片再完成封装。

需要强调的是,封装环节本身具有较高技术门槛——为发挥碳化硅性能,必须重新设计封装结构。但在成品端,国内厂商大部分只能做成二极管,对工艺要求更高的 MOSFET 管尚无能为力。由此形成的格局是:二极管市场国内竞争激烈,属于红海;而 MOSFET 市场此前主要被国外品牌占据,属于增量蓝海,谁能率先实现碳化硅 MOSFET 的突破,谁就能抢占先机。

此外,碳化硅的降本还受制于晶圆尺寸。当前碳化硅主流仍为 6 寸线,克里(Cree)的 8 寸线尚在扩产中。晶圆尺寸越大,单片产出的芯片越多,因此向大尺寸晶圆过渡是解决产能与降本的关键路径。

常见问题

特斯拉的碳化硅模块是自研还是外购?

特斯拉采用的是自研 TPAK 封装 + 外采裸芯片的模式。芯片主要来自官宣合作伙伴意法半导体(ST),而意法的大部分衬底来自 Wolfspeed(Cree)。封装设计由特斯拉完成,并已开放给其他海外大厂,形成多供格局。

中国厂商在碳化硅供应链中处于什么环节?

主要卡位在封装环节。以比亚迪、斯达为代表,通过采购意法(ST)、博世(Bosch)或克里(Cree)的晶片后自行封装。但在更高难度的碳化硅 MOSFET 芯片环节,国内厂商目前大多只能做二极管,芯片自制能力仍是明显短板。

碳化硅 MOSFET 和二极管的市场格局有何不同?

两者分化明显。二极管领域国内厂商参与较多,竞争激烈,属于红海;而 MOSFET 领域此前基本由国外品牌占据,属于增量蓝海市场。随着特斯拉等头部车企的规模化应用,碳化硅 MOSFET 的国产替代空间被持续关注,但能否突破取决于工艺与可靠性的实际进展。