特斯拉Model 3采用TPAK自封装碳化硅方案,确实为下游车企展示了**“自研封装+外采裸芯片”**这一新的供应链模式。这一模式的核心在于,车企不再购买标准化的功率模块,而是直接采购裸芯片,根据自己的电机设计进行定制化封装,从而最大化发挥碳化硅的性能。 这种模式有望被更多具备技术实力的车企跟进,尤其是在追求极致性能和差异化设计的高端车型上,但全面普及仍需考量技术门槛与规模效应。
从标准模块到定制封装:车企的话语权提升
特斯拉在Model 3上率先使用碳化硅模块,并采用了自研的TPAK封装技术。这套方案的特点在于,模块内不仅可以接入碳化硅MOSFET裸芯片,还可以兼容IGBT芯片,甚至为未来车规级氮化镓技术的引入预留了空间。通过外采意法半导体(ST)的裸芯片(其衬底大部分来自Wolfspeed/Cree),特斯拉掌握了封装设计的核心,并将设计开放给多家海外大厂,实现了多供应商供货的局面。
这种“自研封装+外采芯片”的模式,将传统功率模块的价值链进行了重构。车企不再受限于模块厂商的标准产品,而是可以根据自身的逆变器设计和散热需求,灵活定制封装形态与并联数量。这提升了车企在供应链中的话语权,也使得功率器件的竞争从“模块级”前移至“芯片级”。
国内厂商的跟进与需求结构分层
在国内,碳化硅模块出货量较大的比亚迪,实际上也是采购意法(ST)或博世(Bosch)的晶片后再自行封装;斯达同样采取采购克里(Cree)晶片再封装的模式。这印证了“外采芯片+自封装”已成为行业头部玩家的一种主流策略,而非特斯拉独有。
值得注意的是,车企的跟进并非“一刀切”。资料显示,在理想状态下,电动车的主电机主要采用碳化硅TPAK,而副电机则可能选用IGBT。这种混合方案直接带来了需求分层:主电机对开关损耗和频率要求更高,倾向于采用性能更优的碳化硅;而副电机或对成本更敏感的应用,则可能继续沿用技术成熟且成本更低的IGBT。这种分层结构意味着,碳化硅与IGBT在当前价格区间下并非简单的替代关系,而是互补共存。
国内厂商的挑战与产业链格局演变
尽管国内厂商在封装环节积极布局,但资料也指出,国内大部分厂商在将晶片封装成成品时,多数只能做成工艺相对简单的二极管,对于工艺要求更高的MOS管仍力不从心。这导致二极管市场因竞争者众多而趋于红海,而碳化硅MOS管市场则因技术壁垒较高,仍是一片蓝海,成为厂商抢占的增量市场。
此外,碳化硅的降本路径与产能扩张紧密相关。目前碳化硅主流产线仍以6寸为主,而IGBT已可实现12寸线生产。晶圆尺寸越大,单片产出的芯片数量越多,因此,以克里(Cree)为代表的晶圆厂能否快速将8寸线扩产放量,将直接决定碳化硅的供货能力与降本速度。这也意味着,上游晶圆尺寸的演进,将深刻影响下游车企外采芯片的成本与供应稳定性。
常见问题
车企自封装碳化硅模块,对传统功率模块厂商是利空吗?
这取决于模块厂商的定位。车企自封装模式确实削弱了对标准化模块的依赖,但也为能够提供高性能裸芯片的厂商(如意法半导体、Wolfspeed/Cree)带来了直接供货的机会。对于具备芯片设计能力的IDM厂商,这可能是从“卖模块”转向“卖芯片”的机遇。
哪些车企更容易跟进特斯拉的TPAK模式?
跟进该模式需要较强的系统级设计能力和规模支撑。具备自研电驱系统能力、追求性能差异化的头部新能源车企更有可能率先跟进。对于多数车企而言,直接采购成熟的碳化硅模块或与模块厂商深度定制,仍是更稳妥的选择。
碳化硅MOS管与二极管的市场竞争格局有何不同?
资料显示,国内厂商在碳化硅二极管领域已具备竞争力,但市场竞争激烈,已趋于红海。而在技术门槛更高的碳化硅MOS管领域,国内厂商大部分仍无能为力,市场主要由海外厂商主导,属于增量市场,竞争格局相对蓝海。