功率器件行业的关键发展拐点,以特斯拉从自研SiC模块到开放设计为代表,标志着SiC技术从垂直整合走向生态开放,并进入规模化推广阶段。这一历程主要围绕特斯拉率先应用、自研封装、供应链多供以及行业技术演进展开。
特斯拉的SiC应用与供应链变革
2018年,特斯拉率先在Model 3上使用碳化硅(SiC)模块,开启了SiC上车元年。特斯拉为最大化性能,自研了名为**TPAK(Tesla Pack)**的封装模块,该模块可接入SiC MOSFET、IGBT甚至未来车规氮化镓芯片。特斯拉通过外采裸芯片(官宣合作伙伴为意法半导体ST,其衬底多来自Wolfspeed/Cree),并自主完成模块封装设计。随后,特斯拉将这些设计开放给其他海外大厂,实现了多供应商(多供)局面,降低了对单一供应商的依赖。
碳化硅MOSFET的技术演进
碳化硅MOSFET的结构从平面型(Planner)向沟槽型(Trench)演进,是技术发展的重要拐点。目前,克里(Cree)、意法(STM)、安森美(ON)主要采用平面型,而罗姆(Rohm)和英飞凌(IFX)则推出沟槽型产品。沟槽型可降低导通电阻,但氧化层更脆弱,可靠性仍需车规验证。在产业链分工上,国内厂商多数集中于碳化硅二极管(红海市场),而碳化硅MOS管因工艺难度更高,仍属蓝海市场,主要由海外品牌主导。
晶圆尺寸:从6英寸向8英寸过渡
碳化硅晶圆尺寸的升级是降本与产能释放的关键拐点。当前碳化硅主流仍为6英寸线,而克里(Cree)的8英寸线正在扩产中。以5mm×5mm的Die尺寸为例,8英寸晶圆单片产出约1033颗芯片,而12英寸晶圆可产出约2461颗,更大尺寸的晶圆能显著提升单片产出,从而降低成本并缓解供货压力。
常见问题
特斯拉减少SiC用量是否意味着放弃SiC?
官方资料未提及特斯拉减少SiC用量的具体事件。从供应链策略看,特斯拉通过开放TPAK设计实现多供,表明其仍在加码SiC技术,而非放弃。
碳化硅与IGBT是替代关系吗?
在当前价格区间下,两者属于互补关系。碳化硅更适合高压、高频场景,而IGBT在中低功率领域仍有成本优势。
国内厂商在碳化硅领域处于什么位置?
国内厂商主要聚焦碳化硅二极管(红海市场),而碳化硅MOS管(蓝海市场)仍由海外品牌主导,谁能率先突破MOS管工艺,谁就能抢占市场先机。