特斯拉在Model 3上采用主电机用碳化硅TPAK、副电机用IGBT的混合方案,反映出功率器件市场并非单一技术替代,而是结构化共存。碳化硅主流仍在6寸线,而IGBT已进入12寸线世代,两者产能爬坡速度的差异将主导未来供需节奏,碳化硅在车规主驱端的供给弹性弱于IGBT,短期供需错配风险相对更高

技术路线共存下的供需分层

特斯拉的功率器件策略体现了对不同技术路线的务实取舍。其自研的TPAK封装模块既可接入碳化硅MOSFET裸芯片,也可连入IGBT芯片,主电机用碳化硅、副电机用IGBT,本质上是在性能与成本之间做结构化搭配。这种混合方案预示着未来相当长时期内,碳化硅与IGBT在高功率市场将互补共存,而非彼此替代。

从供给侧看,两条技术路线的产能扩张节奏存在明显时间差。IGBT制造已迈入12寸线世代,而碳化硅主流仍在6寸线,以克里(Cree)为代表的8寸线扩产需要大量时间。晶圆尺寸直接决定单片产出数量——在5×5mm Die尺寸下,12寸晶圆产出数为2461颗,8寸则为1033颗。扩产时间差意味着碳化硅晶圆在短期内仍将面临供货不足的窘境,降本进程也会相对滞后。

碳化硅MOSFET的供给瓶颈与竞争格局

碳化硅供给端的约束不仅来自晶圆尺寸,还来自工艺难度分层。目前国内厂商在碳化硅领域大部分只能做成二极管,对工艺要求更高的MOS管仍无能为力,因此碳化硅市场内部呈现分化:二极管领域竞争激烈,而MOS管则是增量市场,谁能率先实现碳化硅MOS管的规模化量产,谁就能占据先机。

此外,碳化硅器件结构正从平面型向沟槽型演进,但沟槽型结构的可靠性——尤其是氧化层脆弱性问题——能否达到车规要求,仍需工艺进步与车厂验证。这一技术演进周期也会影响供给释放的节奏。

常见问题

碳化硅和IGBT是替代关系还是共存关系?

在当前价格区间下,两者是相对互补的存在。特斯拉主电机用碳化硅、副电机用IGBT的混合方案即是例证,未来电车还可能采用氮化镓+碳化硅或氮化镓+IGBT的组合。

碳化硅供给紧张的核心原因是什么?

核心在于晶圆尺寸的扩产滞后。碳化硅主流仍在6寸线,8寸线扩产缓慢,单片产出芯片数量受限,导致供货不足且降本滞后。相比之下,IGBT已进入12寸线世代,产能爬坡速度更快。

国内厂商在碳化硅市场处于什么位置?

国内厂商重心仍在IGBT领域,碳化硅模块出货较多的比亚迪、斯达等企业,实际采购意法(ST)、博世(Bosch)或克里(Cree)的晶片后再自行封装。在碳化硅MOS管这一增量市场,国内厂商尚需突破工艺瓶颈。