碳化硅价格为何波动?
过去三年,**碳化硅价格经历了“过山车”行情**:2021年受全球芯片短缺刺激,6英寸衬底一度飙升至每片1000美元;2022年下半年消费电子需求骤降,价格回落至600美元左右;进入2023年,随着800V高压平台车型放量,价格再次站稳800美元。**决定价格的核心因素**可以拆成三点:

- **上游石墨与硅粉成本**:两者合计占衬底成本的35%,若石油焦涨价,碳化硅必然跟涨。
- **晶棒良率**:目前主流PVT法良率仅50%,良率每提升10%,单片成本可下降约12%。
- **尺寸迭代速度**:8英寸衬底若2025年批量出货,6英寸价格将出现30%以上的跌幅。
碳化硅用途有哪些?
1. 新能源汽车:主驱逆变器的“降耗神器”
**特斯拉Model 3率先在主逆变器采用碳化硅MOSFET后,整车续航提升6%**。为什么能有如此效果?
答:碳化硅器件导通电阻仅为硅基IGBT的1/5,开关损耗降低70%,这意味着同样电池容量下,车辆可多跑30-50公里。目前比亚迪、蔚来已将碳化硅模块导入800V平台,**预计2025年全球车用碳化硅市场规模突破50亿美元**。
2. 光伏逆变器:从1500V到2000V的跨越
传统硅基逆变器在1500V直流侧已接近极限,而**碳化硅器件可将直流侧电压提升到2000V**,带来两大好处:
- 系统功率密度提升40%,逆变器体积缩小30%;
- 电站线缆用量减少25%,BOS成本每瓦下降0.1元。
阳光电源2023年推出的320kW组串式逆变器,正是通过**全碳化硅功率模块**实现了99.01%的欧洲效率。
3. 工业电源:服务器PSU的“效率革命”
数据中心能耗占全球电力3%,**碳化硅图腾柱PFC可将服务器电源效率从96%提升到98%**。以10MW数据中心为例,每年可节省电费约120万元。台达电子的3kW碳化硅电源方案已批量进入谷歌数据中心。

4. 射频通信:5G基站PA的“新材料”
在Sub-6GHz频段,**碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)PA的功率密度是LDMOS的5倍**。华为最新64T64R AAU中,采用碳化硅基GaN的功放模块比传统方案减重20%,这对铁塔承重是重大利好。
碳化硅产业链如何分工?
环节 | 代表企业 | 技术壁垒 |
---|---|---|
衬底 | Wolfspeed、天岳先进 | 长晶速度仅0.2mm/h,缺陷密度需≤500个/cm² |
外延 | 昭和电工、瀚天天成 | 厚度均匀性误差≤3%,掺杂浓度偏差≤5% |
器件 | 意法半导体、比亚迪半导体 | 沟槽栅工艺需解决栅氧可靠性问题 |
模块 | 英飞凌、斯达半导 | 银烧结工艺要求空洞率≤1% |
投资碳化硅必须关注的三个风险
技术替代风险:氧化镓衬底成本仅为碳化硅的1/3,若2026年耐压突破1200V,可能分流部分中低压市场。
产能过剩风险:中国在建碳化硅衬底产能超200万片/年,而全球2025年需求预计仅150万片,价格战或提前到来。
专利壁垒风险:Cree(现Wolfspeed)拥有超400项核心专利,国内企业出口需支付约10%专利费。
未来五年碳化硅市场展望
根据Yole最新预测,**2028年全球碳化硅器件市场将突破90亿美元**,其中:

- 汽车占比从2023年的55%提升到65%;
- 光伏储能份额稳定在20%;
- 工业与能源基础设施贡献剩余15%。
值得关注的变量是**8英寸衬底的普及速度**:若2026年8英寸良率达到65%,6英寸价格将跌破400美元,**届时碳化硅将加速替代硅基IGBT,渗透率有望从10%提升到25%**。
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