碳化硅(SiC)器件的成本结构中,衬底是占比最高的环节,达到47%,而SiC器件定价约为同规格IGBT的2.5倍。衬底厂商的盈利模型高度依赖晶体生长技术的提升和良率改善,主要降本路径包括扩大衬底尺寸(如从6英寸向8英寸过渡)以及优化晶体生长工艺,以缓解生长速度慢、良率低的瓶颈。

衬底成本为何居高不下

SiC衬底成本高企的核心在于晶体生长环节。目前主流工艺PVT(物理气相传输法)下,晶体生长速度极慢,每小时仅能生长0.2-0.3毫米,一周约2-3厘米,而行业龙头Wolfspeed一周可达4厘米。相比之下,硅材料一周可生长数米,差距达百倍。此外,衬底制造涉及原材料、设备折旧、能耗及人工多项投入,且良率相对较低,进一步推高了成本。

盈利模型与降本路径

衬底环节的技术壁垒极高,全球市场呈一超格局,Wolfspeed市占率达62%,国产厂商天科合达为4%。衬底厂商的盈利空间主要来自两方面:一是通过技术改进提升良率,减少晶体缺陷;二是向更大尺寸衬底迁移,例如从6英寸转向8英寸,以摊薄单位成本。由于SiC器件价格是IGBT的2.5倍以上,且衬底成本占器件总成本的47%,任何衬底端的降本都将显著改善整体盈利模型。

常见问题

为什么SiC衬底这么贵?

因为PVT法晶体生长速度慢(仅为硅的百分之一),且良率较低,导致衬底成本占到了SiC器件总成本的47%。

衬底厂商如何提升毛利率?

主要通过提高晶体生长良率、扩大衬底尺寸(如向8英寸过渡)以及优化生长工艺来降低成本。

SiC器件比IGBT贵多少?

相同功率等级的SiC器件价格约为IGBT的2.5倍以上,但混合型SiC方案(IGBT+SiC二极管)可兼顾性能与成本。

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