国内碳化硅厂商目前在二极管领域已陷入激烈竞争的红海,而技术门槛更高的碳化硅 Mos 管市场仍被意法半导体(ST)、Wolfspeed(Cree)、罗姆(Rohm)、英飞凌(Infineon)等外资巨头主导,属于典型的蓝海增量市场。谁能率先实现碳化硅 Mos 管的工艺突破并稳定量产,谁就有望跳出二极管的价格战,跻身国内第一梯队——而突破的关键,取决于衬底材料、沟槽工艺与车规级封装验证的综合能力。

国内厂商的现状与差距

国内功率器件厂商的重心目前仍主要放在 IGBT 领域,对工艺难度更高的碳化硅 Mos 管确实有些“心有余而力不足”。从产业链分工看,碳化硅模块出货量较大的国内厂商(如比亚迪、斯达),其晶片也多采购自意法(ST)、博世(Bosch)或克里(Cree)等海外供应商,再自行完成封装。

在封装成成品的环节,国内厂商大部分只能做成二极管(FRD),对工艺要求更高的 Mos 管则无能为力,核心原因就是技术水平尚未到位。因此,虽然同属碳化硅市场,二极管领域国内厂商竞争激烈、已是红海,而 Mos 管领域则因长期被外资垄断,成为名副其实的增量蓝海。谁能率先做出碳化硅 Mos 管,谁就能率先抢占这一增量市场。

突破的关键变量

从海外龙头的技术路径看,碳化硅 Mos 管正从平面结构(Planner)向沟槽结构(Trench)演进,沟槽型被视为终极目标——罗姆与英飞凌已推出沟槽型产品,克里、意法、安森美目前仍以平面型为主。但沟槽型结构的可靠性风险(氧化层脆弱)能否达到车规要求,仍需工艺进步和车厂验证。

对国内厂商而言,突破的关键变量至少有三:其一,衬底与晶圆产能——碳化硅主流仍是 6 寸线,克里(Cree)的 8 寸线尚在扩产,晶片越大单片产出芯片越多,若晶圆厂迟迟无法扩产,碳化硅晶圆将面临供货不足且降本滞后;其二,封装设计能力——为发挥碳化硅性能需重新设计封装,特斯拉自研 TPAK 封装并外采裸芯片的模式即为典型;其三,车规级可靠性验证——特斯拉早年曾因“后电机逆变器功率半导体元件异常”召回部分 Model 3,有观点认为可能涉及碳化硅衬底一致性问题,这提醒后来者,Mos 管量产只是起点,通过车厂的长期可靠性验证才是进入第一梯队的真正门槛。

常见问题

碳化硅二极管和 Mos 管的市场格局有何不同?

二极管(FRD)是国内厂商的主要战场,竞争激烈、已是红海;而 Mos 管因工艺门槛更高,市场长期被外资品牌占据,国内厂商少有涉足,属于典型的蓝海增量市场。

国内厂商在碳化硅 Mos 管上的主要瓶颈是什么?

主要瓶颈在于工艺技术水平尚未到位——国内厂商大部分只能完成二极管的封装生产,对工艺要求更高的 Mos 管无能为力;此外,衬底一致性与车规级可靠性验证也是需要跨越的门槛。

碳化硅 Mos 管的技术演进方向是什么?

行业趋势是从平面结构(Planner)向沟槽结构(Trench)演进,沟槽型被视为终极目标,但其氧化层较脆弱、可靠性风险待解,能否达到车规要求还需工艺进步与车厂验证。