沟槽栅SiC MOSFET正推动功率器件价值链从衬底单一主导,向具备工艺能力的设计与封装环节重新分配。沟槽结构能显著降低导通电阻(官方资料中罗姆发布的第三代沟槽型产品在1200V和650V下的导通电阻均约为第二代平面型的一半),但工艺难度与可靠性验证门槛更高,因此掌握沟槽工艺、能做SiC MOSFET芯片的厂商将获得更高附加值,而衬底环节仍掌握上游话语权,封装设计的价值也在特斯拉等车企的推动下持续凸显。

价值链各环节的价值重估

在SiC功率器件产业链中,各环节的议价能力正在发生分化。衬底环节因技术壁垒高、扩产周期长,仍掌握较强上游话语权——例如意法半导体的大部分衬底来自Wolfspeed(即Cree),而Cree的8英寸产线仍在扩产中。制造与设计环节则因沟槽栅工艺壁垒而拉开差距:目前罗姆、英飞凌已推出沟槽型产品,而克里、意法、安森美仍以平面型为主,行业普遍认为平面向沟槽演进是最终方向。

封装环节的价值同样不容忽视。特斯拉为最大化性能自研了TPAK封装,不仅可接入SiC MOSFET裸芯片,还可兼容IGBT甚至未来车规级氮化镓芯片,并已将这些设计开放给海外大厂实现多供应商供货。这说明在SiC时代,封装不再是简单的代工环节,而是决定器件性能的关键设计能力

国内厂商的机遇与分化

国内功率器件企业目前重心仍在IGBT领域,碳化硅模块出货较多的比亚迪、斯达等实际也是采购意法或博世、克里的晶片后再自行封装。但国内厂商在封装成品阶段大部分只能做成二极管,对工艺要求更高的MOSFET管尚难突破。因此碳化硅市场呈现明显分化:二极管领域已是红海竞争,而MOSFET领域则是蓝海增量市场——谁能率先做出碳化硅MOSFET,谁就能抢占先机。此外,晶圆尺寸是降本关键,碳化硅目前主流仍是6英寸线,向8英寸及以上的扩产进度直接影响供货能力与成本下降速度。

常见问题

沟槽栅SiC MOSFET相比平面栅有哪些优势?

沟槽栅结构能显著降低导通电阻。以罗姆公开的第二代与第三代产品对比为例,1200V和650V规格下,沟槽型产品的导通电阻均约为平面型的一半。但沟槽结构的缺点是栅极氧化层在工艺中变得脆弱,能否达到车规级可靠性要求,仍需看工艺进步与车厂验证。

特斯拉的TPAK封装对行业有何影响?

特斯拉自研的TPAK封装不仅用于SiC MOSFET,还可兼容IGBT和未来氮化镓芯片,并将设计开放给海外大厂实现多供。这体现了车企主导封装设计的新模式,也说明封装环节在SiC器件性能发挥中的价值正在提升。

国内厂商在SiC MOSFET领域的机会在哪里?

国内厂商目前在碳化硅MOSFET领域仍以采购海外晶片自封装为主,且多数只能做二极管。由于MOSFET工艺门槛高,这一市场目前主要由海外厂商占据,属于增量蓝海。对国内企业而言,突破MOSFET工艺能力是获得更高附加值的关键路径。