SiC功率器件行业中,IDM(垂直整合制造)模式在沟槽栅工艺上具备从衬底到封测的完整闭环优势,价值高度集中于设计与制造环节;而部分代工模式则让价值更多向设计端倾斜。以Rohm为代表的IDM厂商推进沟槽栅SiC MOSFET,其内部协同能更好地控制沟槽氧化层可靠性这一关键工艺难点,但这也意味着更高的资本支出。
沟槽栅演进与IDM模式的价值集中
碳化硅MOSFET正从平面栅(Planner Gate)向沟槽栅(Trench Gate)演进,后者被视为终极目标。Rohm是率先量产沟槽栅SiC MOSFET的厂商之一,其第三代产品(3G SiC-MOSFET)采用Trench gate结构。沟槽栅工艺对氧化层可靠性要求极高——沟槽结构会让氧化层变得脆弱,能否达到车规要求,完全取决于工艺进步。IDM模式让Rohm能在内部完成从衬底到芯片制造的全链条控制,无需依赖外部代工厂,从而将设计与制造环节的高附加值保留在体系内。
相比之下,Cree(Wolfspeed)、意法半导体(ST)及安森美(ON)目前主要采用平面型SiC MOSFET,部分环节依赖代工或外购衬底。这种模式使价值更多向设计端集中,但在沟槽栅这类对工艺控制敏感的技术上,IDM的协同优势更为突出。
产业链价值分配:制造端壁垒高,封装设计成关键
在SiC功率器件产业链中,制造环节(尤其是衬底与外延)占据主要价值,而封装设计则是发挥器件性能的另一起点。例如,特斯拉采用自研TPAK封装,外采多家厂商的裸芯片后自行完成模块设计。国内厂商目前多聚焦于碳化硅二极管(红海市场),对于工艺要求更高的MOS管(蓝海市场)仍能力不足,这进一步凸显了IDM厂商在制造端的技术壁垒。
常见问题
沟槽栅SiC MOSFET比平面栅有哪些优势?
沟槽栅结构能显著降低导通电阻(RonA)。以Rohm官方数据为例,其1200V沟槽栅产品比平面栅产品导通电阻降低约一半(从8.2 mΩ·cm²降至4.1 mΩ·cm²),从而提升器件效率。
为什么IDM模式在SiC领域更具竞争力?
SiC器件对衬底质量、工艺一致性和可靠性要求极高,IDM模式能实现从衬底到封测的内部闭环,减少外部依赖,尤其适合沟槽栅这类对工艺控制敏感的先进结构。
国内厂商在SiC MOSFET领域处于什么阶段?
国内厂商目前主要能生产碳化硅二极管,但在MOS管领域仍以采购国外晶片后自行封装为主,谁先突破MOS管制造能力,谁就能率先抢占增量市场。