碳化硅(SiC)功率器件产业链的价值分配高度集中于上游衬底环节,衬底成本占全产业链成本约47%,叠加其晶体生长缓慢带来的极高技术壁垒,使衬底供应商在产业链中拥有绝对的价值主导权和议价权;而下游的外延、设计、制造与封测环节合计仅分得剩余约53%的成本份额,议价空间相对受限。

价值为何高度集中于衬底环节

碳化硅产业链从上至下依次为衬底、外延、设计以及制造。衬底环节之所以能占据近半成本,根源在于其晶体生长速度极慢:主流PVT(物理气相传输法)工艺下,晶体每小时仅能生长0.2-0.3毫米,一周约2-3厘米,行业内领先的Wolfspeed一周也只能生长约4厘米。这与硅材料一周可生长数米的速度形成百倍差距,叠加相对较低的良率,直接推高了衬底的制造成本。成本占比大与技术壁垒高是一体两面,衬底因此成为整个产业链中价值最集中的环节,行业格局也呈现“一超”态势——Wolfspeed占据全球衬底市场约62%的份额,而唯一的国产厂商天科合达市占率约为4%。

外延与设计制造环节的价值获取逻辑

衬底之外,产业链其余环节的价值分配逻辑各有不同。根据碳化硅器件成本构成,外延环节占比约23%,设计、制造、封测环节合计占比约30%。外延环节在衬底基础上生长薄膜,技术门槛与成本占比均居中游;而设计、制造与封测合计约三成的成本份额,说明即便器件设计再精妙、制造工艺再成熟,其价值获取空间仍被上游衬底的高成本所压制。这一成本结构决定了:在碳化硅产业链中,谁掌握衬底,谁就掌握了定价的主动权

不同产业模式下的价值归属差异

产业链价值分配还因商业模式不同而呈现差异。海外厂商普遍采用一体化IDM架构,从衬底到器件全环节自主掌控,衬底环节的高利润可被内部消化并转化为整体竞争力;国内企业则多以专注单一环节为主,在衬底环节尚未形成规模化优势的情况下,下游设计制造企业更容易受到衬底成本波动的挤压。两种模式的核心差异在于:IDM模式将衬底的价值主导权内化为自身利润,而垂直分工模式下的下游环节则需直面衬底供应商的议价压力。

常见问题

衬底环节的价值主导地位会随着技术成熟而改变吗?

短期内难以改变。碳化硅晶体生长速度慢是材料本身的物理特性决定的,即便工艺持续优化,其生长速度与硅材料的差距依然巨大。在生长技术未出现根本性突破之前,衬底的高成本与高壁垒将持续支撑其价值主导地位。

国产衬底厂商在产业链中处于什么位置?

国产厂商在衬底环节仍处于追赶阶段。以天科合达为例,其全球市占率约为4%,与国际龙头存在明显差距。这也意味着国内下游器件厂商在衬底采购上对海外供应商的依赖度较高,议价能力相对有限。

衬底成本高企对碳化硅器件的普及有何影响?

衬底成本直接传导至终端器件价格,目前相同功率的碳化硅器件价格约为IGBT的2.5倍以上。高成本是限制碳化硅大规模普及的主要因素,而降低成本的突破口恰恰又集中在衬底环节的生长速度与良率提升上。