在全球SiC MOSFET技术竞赛中,中国功率器件产业整体仍处于追赶阶段,尤其在技术难度最高的沟槽栅(Trench)结构量产上,与罗姆(Rohm)、英飞凌(Infineon)等海外头部厂商存在明显差距,但在封装环节已具备一定参与能力。
全球SiC MOSFET技术格局:沟槽栅与平面栅并行
从全球竞争态势看,SiC MOSFET的技术路线正经历从平面栅(Planner)向沟槽栅(Trench)的演进。目前,罗姆(Rohm)和英飞凌(Infineon)已实现沟槽栅SiC MOSFET的量产,而克里(Cree)、意法半导体(ST)、安森美(ON)的产品仍以平面栅结构为主。沟槽栅结构在导通电阻(RonA)上优势显著——以罗姆公布的数据为例,其第三代沟槽栅产品在1200V下的RonA约为第二代平面栅的一半——但沟槽结构会使栅极氧化层变得脆弱,能否满足车规级可靠性要求,仍取决于工艺成熟度。
中国厂商的产业位置:二极管红海,MOS管蓝海
中国功率器件企业在SiC MOSFET领域仍处于追赶阶段,具体体现在产业链分工上:
- 芯片制造环节:国内厂商目前大部分只能完成二极管产品,对工艺要求更高的SiC MOSFET芯片制造能力仍显不足,核心原因在于技术水平尚未到位。
- 封装环节:国内企业具备一定封装能力。例如,碳化硅模块出货量较大的比亚迪,实际是采购意法(ST)或博世(Bosch)的晶片后自行封装;斯达半导体同样采购克里(Cree)的晶片完成封装。但需注意,为发挥碳化硅性能,封装需要重新设计,这本身就是技术门槛。
从市场格局看,二极管领域已是竞争激烈的红海,而SiC MOSFET领域则是蓝海市场——这一市场此前主要由国外品牌占据,谁能率先实现SiC MOSFET的国产突破,谁就有机会抢占增量市场。
衬底与晶圆环节:话语权仍待提升
在产业链上游,碳化硅衬底供应高度集中,特斯拉的SiC模块主要由意法半导体供应,而意法的大部分衬底又来自克里(Cree,即Wolfspeed)。晶圆尺寸方面,碳化硅目前的主流产线仍为6英寸,克里(Cree)的8英寸产线尚在扩产中。晶圆尺寸越大,单片产出的芯片数量越多——以5mm×5mm的Die尺寸为例,8英寸晶圆可产出约1033颗,12英寸则可达2461颗——因此8英寸产线的放量速度,直接关系到碳化硅的产能与降本进程。中国厂商在衬底环节的话语权相对较弱,这也是制约产业整体位置的关键因素之一。
常见问题
中国厂商在SiC MOSFET领域的主要瓶颈是什么?
主要瓶颈集中在芯片制造环节。国内企业目前重心仍放在IGBT领域,对于工艺难度更高的碳化硅MOSFET,大部分厂商只能完成二极管产品,MOS管仍依赖进口,核心原因是技术水平尚未达到。
沟槽栅与平面栅技术路线,当前谁占优势?
罗姆(Rohm)和英飞凌(Infineon)已量产沟槽栅产品,克里(Cree)、意法(ST)、安森美(ON)仍以平面栅为主。沟槽栅在导通电阻等性能指标上更优,但可靠性验证仍需时间,行业普遍认为沟槽型是终局方向。
中国企业在SiC产业链中还有哪些机会?
封装环节是当前中国厂商的切入点。比亚迪、斯达等企业已通过采购海外晶片+自主封装的方式进入碳化硅模块市场。此外,随着碳化硅晶圆从6英寸向8英寸扩产,产业链各环节的产能与成本重构也可能带来新的参与机会。