中国碳化硅衬底价格快速滑落：800V有望普及
作者： 芝能汽车
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中国碳化硅（SiC）衬底价格在2024年出现迅速下降的趋势，与世界其他地区相比，中国的价格下跌较为显著，主要是因为国内供应商之间激烈的竞争，导致多年来一直保持稳定的碳化硅衬底价格的下调。
在全球市场，碳化硅衬底的价格仍然保持稳定，国际供应商针对主流产品6英寸碳化硅衬底的报价仍维持在750~800美元之间。与此相比，中国制造商之前的价格通常低5%，但最近的价格差异已扩大至30%左右。
Part 1
什么是碳化硅衬底
碳化硅单晶衬底材料（SiC衬底）是一种属于宽禁带半导体的晶体材料，具备耐高压、耐高温、高频、低损耗等优势，为制备大功率电力电子器件和微波射频器件提供基础性材料。
SiC单晶由Si和C按照1:1化学计量比组成，硬度仅次于金刚石。其晶体结构呈Si-C四面体，Si原子和C原子的配位数均为4，形成Si-C双原子层方向的堆垛。SiC具有多种晶型，其中4H晶型在半导体领域应用最为广泛。
SiC衬底的制备方法主要包括物理气相传输法（PVT法）、高温化学气相沉积法（HTCVD法）和液相法。PVT法已成熟并适用于产业化批量生产，通过在高温低压密闭环境中将SiC籽晶与SiC粉料放置于特定位置，实现SiC晶体尺寸和晶型的可控生长。
SiC晶体生长过程中，采用PVT法，主要依赖于台阶流动生长模式。该模式下，Si原子和C原子在台阶上成键生长，使得台阶平行向前流动，有助于获得单一晶型。调节工艺参数以控制表面台阶结构，抑制多型缺陷的产生，是获得高品质SiC晶体的关键。
制备高品质SiC衬底除了晶体生长外，还需要经过切割、研磨、倒角、抛光、清洗、检测等工序。由于SiC单晶是硬脆材料，对加工技术要求高。碳化硅衬底技术的高壁垒使其成为价值链核心环节。
碳化硅器件的生产流程与硅基器件基本相似，包括衬底制备、外延生长、晶圆制造以及封装测试等环节，碳化硅器件的价值量存在倒挂，成本主要集中在衬底和外延两个环节，据CASA数据显示，这两者的成本占比合计高达70%。衬底制造技术壁垒最高，只在前成本占比达47%，是整个生产流程中最为核心的环节。随着碳化硅功率器件在新能源汽车和光伏储能等领域的效率提升，其需求不断增加。
根据Yole的预测，到2026年，全球SiC功率器件市场规模将达到49亿美元，年复合增长率预计为35%。这一增长受益于碳化硅功率器件在新能源领域中的广泛应用。
在全球SiC功率器件市场中，以2022年营收为统计口径， 意法半导体以37%的市占率位居全球第一，紧随其后的是英飞凌和 Wolfspeed，市占率分别为18%和16%。
2026年全球半绝缘型SiC射频器件市场规模预计将达到22亿美元。随着5G渗透率的提升和Massive MIMO技术的推广，GaN-on-SiC射频器件的需求将进一步增加，Yole预计2026年全球GaN-on-SiC射频器件市场规模将增至22亿美元，年复合增速达16%。
Part 2
衬底价格战一触即发
消息人士透露，中国电动汽车制造商和国际半导体IDM厂商的订单已无法完全满足中国碳化硅供应商的产能。一些中国企业表示将增加本土供应链采购，但由于一些电动汽车制造商出于安全和可靠性考虑可能不会提高本土供应比例，因此自给率并未达到预期的高水平。
国际半导体IDM厂商，如意法半导体、英飞凌、安森美、罗姆电子等，在中国市场仍然占据碳化硅元件的重要地位。消息人士补充，外国汽车品牌或与中国合资的汽车品牌，也主要依赖于上述供应商进行碳化硅采购。
随着中国碳化硅产能的扩大，近几个月来，一线供应商已将价格下调近30%，随着产能逐步投产，这个价格还会持续下降。
比技术进步更快的，是产能的投建，如果需求大幅小于产能，这个领域的价格战就开始了。
小结：800V的春天看来要到了，国产SiC的价格也会快速滑落。