晶片外购、封装自研正成为碳化硅功率器件产业链的主流分工模式,国内封装厂商的供给节奏因此高度受制于上游意法半导体(ST)、克里(Cree)等晶片供应商的扩产进度。当前碳化硅器件供需的核心矛盾在于:晶片端扩产慢于需求增长,封装端产能弹性大但受晶片供给约束,整体呈现“上游卡脖子、下游等米下锅”的周期性紧张格局。
产业链分工:晶片集中,封装分散
碳化硅产业链呈现明显的“上集中、下分散”特征。晶片环节高度集中于意法、克里等海外龙头,而封装环节则逐步向国内厂商扩散。以特斯拉为例,其采用自研 TPAK 封装技术,对碳化硅 MOSFET 裸芯片进行外采,官方合作伙伴为意法半导体,而意法的大部分衬底又来自克里(Wolfspeed)。国内方面,碳化硅模块出货量较大的比亚迪,实际也是采购意法或博世的晶片后自行封装;斯达同样采购克里晶片进行封装。
这种分工模式下,封装环节的产能利用率主要取决于上游晶片的供给节奏。晶圆尺寸是制约供给的关键变量——碳化硅目前主流仍是 6 寸线,克里(Cree)的 8 寸线尚在扩产中。晶片尺寸越大,单片产出的芯片数量越多,因此碳化硅晶圆厂若迟迟无法规模化量产更大尺寸晶片,晶圆供货不足的窘境将持续存在,降本进程也会相应滞后。
供需节奏:红海与蓝海并存的结构性分化
碳化硅器件的供需并非铁板一块,而是呈现明显的结构性分化。国内厂商在封装成成品阶段,大部分只能做成二极管,这一领域竞争激烈,已呈红海态势;而工艺要求更高的 MOSFET 管则因技术门槛较高,国内市场此前基本由海外品牌占据,属于增量空间更大的蓝海市场。换言之,谁能率先突破碳化硅 MOSFET 的制造工艺,谁就能在供需偏紧的格局中占据更主动的位置。
从下游需求传导来看,封装环节处于产业链中游,既要承接上游晶片供给的约束,又要响应下游应用的需求波动。当前碳化硅与 IGBT 在高功率市场并非简单的替代关系,在价格区间下两者仍相对互补,这也意味着碳化硅的供需节奏不会完全跟随单一应用场景的波动,而是多种功率器件方案共同作用的结果。
常见问题
碳化硅器件供需紧张的局面会持续多久?
供需紧张的持续时间主要取决于上游晶片厂的扩产进度。克里(Cree)的 8 寸线仍在扩产且需要较长时间放量,晶片供给瓶颈未解除前,封装环节的产能利用率难以充分释放。同时,碳化硅 MOSFET 从平面结构向沟槽结构演进仍面临可靠性验证的挑战,技术迭代节奏也会影响有效供给的释放速度。
国内封装厂扩产能否缓解碳化硅供需矛盾?
国内封装厂的产能扩张能缓解封装环节自身的瓶颈,但无法解决上游晶片供给的根本约束。由于国内厂商普遍外购晶片进行封装,晶片供给量直接决定了封装产出的上限。此外,国内厂商在 MOSFET 等高端器件上的工艺能力仍在追赶阶段,短期内大量产出高端碳化硅器件的能力仍受技术水平的限制。
如何判断碳化硅器件供需处于周期哪个位置?
可从两个维度观察:一是上游晶片供给是否随 8 寸线扩产而实质放量,二是下游车规验证与装车进度是否持续推进。目前碳化硅产品仍存在稳定性问题,需要更多可靠性试验验证,同时晶圆尺寸升级尚需时日,供需整体仍处于偏紧的周期阶段,结构性分化(二极管红海、MOSFET 蓝海)将持续存在。