中国在SiC衬底这一功率器件上游环节已进入全球竞争格局,但整体仍处于追赶者位置:海外龙头Wolfspeed(原Cree)以约62%的市占率形成“一超”格局,国内代表性厂商天科合达市占率约为4%,与全球先进水平在工艺窗口控制上仍存在明显差距。

SiC衬底之所以昂贵且技术壁垒高,核心难点在于晶体生长环节。主流工艺PVT(物理气相传输法)下晶体生长速度缓慢,行业内头部企业Wolfspeed一周可生长约4厘米,而一般水平仅为每周2-3厘米。生长速率又高度依赖温度与压力的精确配合——不同源温度及压力组合对应着差异极大的生长速率曲线,工艺窗口的精细控制直接决定良率与成本,这正是国际大厂的核心竞争力所在。

全球竞争格局:一超多强

从衬底市场份额看,行业呈现清晰的“一超”格局。Wolfspeed(原Cree)以约62%的市占率遥遥领先,II-VI约占14%,Rohm约占13%,SK Siltron约占5%,国内厂商天科合达市占率约为4%。这一数据反映出,SiC衬底环节的头部集中度极高,海外厂商凭借长期积累的工艺经验,在生长速率与温压窗口匹配上占据显著优势。

中国的位置与差距

国内SiC产业链以专注单一环节为主,与海外厂商普遍采用的一体化IDM架构不同。在衬底这一技术壁垒最高的环节,国内厂商已实现从无到有的突破并进入全球供应体系,但市占率仍较小。差距的根源在于:生长速率与温度、压力的关系高度非线性,需要在极窄的工艺窗口内实现稳定控制,这依赖大量工艺试错与数据积累,难以短期弯道超车。不过,衬底成本占全产业链约47%,一旦国内厂商在工艺窗口控制上取得突破,成本下降空间与市场替代潜力都相当可观。

常见问题

SiC衬底为什么这么贵?

核心瓶颈在晶体生长速度。PVT法下每小时仅能生长约0.2-0.3毫米,与硅材料一周生长几米的速度存在百倍差距,叠加良率较低,衬底成本居高不下,占全产业链成本约47%。

中国与海外在SiC衬底上的主要差距是什么?

主要是工艺窗口的know-how积累。生长速率对温度和压力极其敏感,不同温压组合下速率差异可达数十倍,海外龙头经过多年量产验证形成了稳定的工艺控制能力,这是国内厂商当前最需要补齐的短板。

国内厂商有追赶机会吗?

有。SiC衬底市场尚未完全定型,国内厂商已在全球供应链中占据一席之地(如天科合达市占率约4%),且随着新能源汽车等下游需求爆发,国内厂商有望通过持续的工艺迭代和成本优化逐步缩小差距,但这一过程需要时间验证。