碳化硅衬底的产能扩张周期长达3-5年,而功率器件在新能源车等领域的年增速超过50%,导致衬底供给成为产业链瓶颈,供需错配节奏显著。短期看,衬底短缺将制约器件放量;长期看,产能集中释放可能带来过剩风险,器件厂商通过多源供应商策略可部分缓解供需矛盾。
衬底产能建设周期长,供给瓶颈突出
碳化硅衬底的生产核心是晶体生长环节,采用物理气相传输法(PVT)时,晶体生长速度极慢——每小时仅能生长0.2-0.3毫米,行业领先企业Wolfspeed一周也只能长到4厘米,而硅材料一周可生长数米,二者效率相差百倍。衬底成本占整个碳化硅器件产业链的47%,其高价直接推高了器件售价。从建厂到量产通常需要3-5年,而功率器件在新能源车领域的需求年增速超50%,衬底产能的爬坡速度远跟不上需求爆发,形成明显的供需错配。
短期短缺与长期过剩的周期性风险
当前衬底市场呈现“一超”格局,Wolfspeed市占率达62%,国内厂商天科合达仅为4%。短期内,衬底产能不足制约器件厂商的出货能力;但长期看,随着各大厂商规划产能陆续释放,可能出现阶段性过剩。这种周期波动要求器件厂商提前锁定衬底供应,同时布局多源供应商策略以平衡供需。
常见问题
为什么碳化硅衬底产能扩张这么慢?
衬底采用PVT法生长晶体,每小时仅生长0.2-0.3毫米,良率较低,且从建厂到量产需3-5年,导致产能扩张周期远长于硅基器件。
器件厂商如何应对衬底短缺?
器件厂商普遍采取多源供应商策略,同时与衬底厂商签订长期协议。部分厂商还采用“混合型SiC”方案(IGBT+SiC二极管),在控制成本的同时降低损耗。
碳化硅器件价格何时能与IGBT持平?
目前相同功率的SiC器件价格是IGBT的2.5倍以上,价格下降主要依赖衬底良率提升、8英寸衬底量产以及规模效应,具体时间需以产业链实际进展为准。