碳化硅晶片衬底成本占功率器件产业链近一半(官方口径约47%),是产业链中成本占比最高、技术壁垒也最高的环节,因此利润分配呈现明显的“衬底为王”格局。外延环节成本占比约23%,设计、制造、封测合计约30%。上游衬底的议价能力,直接挤压了下游功率器件厂商的利润空间。

成本结构决定利润分配

从碳化硅器件成本构成看,衬底、外延、设计制造封测三大环节的成本占比分别为47%、23%、30%。衬底环节之所以“吃”掉近一半成本,核心原因在于晶体生长速度极慢——主流PVT(物理气相传输法)工艺下晶体每小时仅生长0.2-0.3毫米,即使行业头部企业一周也只能生长约4厘米,与硅材料一周可生长数米相比差距达百倍,叠加良率较低,导致衬底价格居高不下。

高成本对应高壁垒,也对应更强的议价能力。衬底市场呈现“一超”格局,头部厂商占据六成以上份额,而国产厂商中较具代表性的天科合达市占率约为4%。上游少数厂商掌握定价权,下游器件厂商在成本端缺乏议价空间,利润自然向上游集中。

两种产业模式的利润路径差异

产业链各环节利润分配还与商业模式密切相关。海外厂商普遍采用IDM一体化模式,从衬底到器件制造垂直整合,将高利润的衬底环节内部化;国内厂商则以专注单一环节为主,在衬底、外延或设计制造等环节各自深耕。

这种模式差异意味着,海外IDM厂商可以通过内部消化衬底成本来平滑利润,而国内专注单一环节的厂商,若处于衬底环节则受益于高议价能力,若处于下游器件环节,则需承受衬底成本占比近半带来的利润挤压。国产厂商的切入点也因此分化:既有在衬底环节追赶的尝试,也有在下游器件环节通过设计优化和规模效应来摊薄成本的路径。

常见问题

为什么衬底成本占比这么高?

主要因为碳化硅晶体生长速度极慢,主流PVT工艺每小时仅生长0.2-0.3毫米,且良率相对较低,导致衬底制造成本居高不下,最终占全产业链成本约47%。

国产厂商在衬底环节处于什么位置?

衬底市场集中度较高,头部厂商占据主导地位。国产厂商中较具代表性的天科合达市占率约4%,整体仍处于追赶阶段,但与海外头部厂商存在明显差距。

下游功率器件厂商如何应对成本压力?

部分厂商通过混合型方案来平衡成本与性能,例如采用硅基IGBT搭配SiC续流二极管的混合结构,在显著降低功率损耗的同时,控制成本上升幅度。这类设计思路为下游厂商提供了过渡路径。

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