功率器件赛道正呈现“IGBT 与碳化硅双线分化”的格局:英飞凌在 IGBT 领域保持统治力,但在碳化硅领域属于后来者;意法半导体凭借与特斯拉的深度绑定,成为碳化硅模块的头部供应商,其衬底主要来自 Wolfspeed(原 Cree)。对国内厂商而言,碳化硅 MOSFET 仍是尚未跑出领军者的蓝海市场。

IGBT 与碳化硅:两条赛道的位次差异

在 IGBT 领域,英飞凌是公认的王者,其技术积累与市场份额具备较强竞争力。但在碳化硅赛道,英飞凌是后来者。官方资料指出,虽然英飞凌声称其碳化硅器件结构与其他厂商不同并完成了多项可靠性测试,但碳化硅的封装难度远大于 IGBT,最终表现仍需参考车厂的实际验证。

碳化硅领域目前呈现“衬底—模块—芯片”分工明确的供应链特征。特斯拉自研 TPAK 封装技术,可接入碳化硅 MOSFET 裸芯片、IGBT 芯片,未来还可兼容车规大功率氮化镓芯片。特斯拉官宣的碳化硅合作伙伴为意法半导体,而意法的大部分衬底来自 Wolfspeed(原 Cree)。特斯拉同时将设计开放给多家海外大厂,形成多供应商供货格局。

技术路线分化:平面型与沟槽型的演进

碳化硅 MOSFET 的结构设计正从平面型向沟槽型演进,但不同厂商选择了不同路线。目前克里(Cree)、意法、安森美(ON)的产品以平面型为主,罗姆(Rohm)与英飞凌已推出沟槽型产品。沟槽型结构理论上能进一步降低导通电阻,但其氧化层可靠性是车规认证的关键挑战,能否满足车规要求仍有待工艺进步与验证。

厂商碳化硅 MOSFET 结构路线
克里(Cree)、意法、安森美平面型为主
罗姆、英飞凌沟槽型

国内厂商的卡位机会:MOSFET 仍是蓝海

国内功率器件企业的重心目前仍以 IGBT 为主,碳化硅领域整体进展相对有限。碳化硅模块出货量较大的比亚迪,实际采购意法或博世的晶片后自行封装;斯达同样采购克里(Cree)晶片进行封装。封装环节本身具有较高技术门槛——为发挥碳化硅性能需重新设计封装,国内厂商在成品端大部分只能完成二极管产品,工艺要求更高的 MOSFET 管尚难批量突破。

这意味着碳化硅市场内部存在明显分化:二极管领域竞争激烈,已是红海;而 MOSFET 领域此前主要由国外品牌占据,属于增量市场。谁能率先实现碳化硅 MOSFET 的工艺突破,谁就有机会抢占这一市场先机。此外,碳化硅晶圆从 6 寸向 8 寸产线升级也是影响产能与降本的关键变量,若晶圆尺寸无法快速做大,碳化硅的供货紧张与成本下降节奏都将受到制约。

常见问题

英飞凌在碳化硅领域处于什么位置?

英飞凌是 IGBT 领域的王者,但在碳化硅领域是后来者。其沟槽型碳化硅 MOSFET 已推出并声称完成多项可靠性测试,但碳化硅封装难度远大于 IGBT,实际车规表现仍需车厂验证。

特斯拉的碳化硅模块由谁供应?

特斯拉主要自研 TPAK 封装设计,对裸芯片进行外采。其官宣的碳化硅合作伙伴是意法半导体,意法的大部分衬底来自 Wolfspeed(原 Cree)。特斯拉已将这些设计开放给多家海外大厂,实现多供应商供货。

国内厂商在碳化硅赛道的机会在哪里?

国内厂商目前在碳化硅领域大部分只能完成二极管产品,MOSFET 管受工艺水平限制尚难批量突破。二极管市场已是红海,而 MOSFET 市场仍属蓝海,率先实现工艺突破的厂商有望抢占先机。