如何保障供应链？碳化硅器件产能扩张与稳定供应策略

你有没有想过，为什么碳化硅（SiC）这种被誉为"第三代半导体"的神奇材料，既能让电动汽车充电更快、跑得更远，却又让车企和供应商们又爱又恨？一边是新能源汽车市场对SiC器件的迫切需求，一边是价格波动、产能不足和供应链不稳定的现实困境。

这种矛盾在2025年变得尤为突出。根据行业数据，2024年全球碳化硅功率半导体器件市场规模达到26亿美元，预计2025年将增长至29亿美元。但与此同时，碳化硅各环节却可能呈现供不应求的态势。这就是我们需要深入探讨的碳化硅供应链稳定性问题。

供需现状：狂热扩张与理性回调的拉锯战

碳化硅市场正经历着冰火两重天的极端局面。一方面，新能源汽车的爆发式增长催生了巨大需求；另一方面，产能的快速扩张又带来了潜在的过剩风险。

从需求侧来看，新能源汽车无疑是*大的驱动力。碳化硅在电动汽车中的应用需求持续增长，尤其是在高压快充技术中，碳化硅材料因其**、耐高温等特性成为关键材料。预计到2025年，新能源汽车市场对碳化硅的需求占比将达到60%。

但供应端的扩张速度更为惊人。2024年全球SiC产能相较2023年提升了50%以上，供给增速高于需求增速。更为关键的是，这种扩张存在着结构性差异——宣布的产能远高于"有效产能"，因为碳化硅的生产工艺复杂，成本较高，且长期稳定性和耐久性仍需进一步验证。

这种供需错配已经体现在价格上。2024年底，国内6英寸SiC MOS衬底价格已降至2500-2800元人民币，全年降幅超过40%，接近成本线。国外龙头的6并碳化硅模块价格已降至2000元以内，国产6并模块价格更低至1500元左右。

三大挑战：供应链稳定的"绊脚石"

技术瓶颈是首要障碍。碳化硅并非自然界存在的物质，需要在人为创造的严苛环境中合成，技术门槛**。目前，制造6英寸碳化硅衬底的晶棒需要在2300℃的长晶炉中生长大约一周时间，能长到20mm左右的厚度。即使是全球行业龙头Wolfspeed，综合良率也只有70%。

原材料供应波动同样不可忽视。碳化硅生产的重要原料之一是高纯度石英砂（SiO2含量超过99.5%），其全球供应受到自然资源分布和开采成本的限制。碳通常以石油焦或高纯度碳粉形式供应，其价格受能源市场影响较大。

人才短缺也是制约因素。在碳化硅代工制造领域，人才相当紧缺。这对于需要高度专业知识和经验的半导体行业来说，是一个关键的瓶颈。

企业策略：垂直整合与技术创新双管齐下

面对供应链挑战，**企业采取了垂直整合的战略来应对。意法半导体、安森美、Wolfspeed和英飞凌科技等企业正在加大对内部晶圆制造和模块生产的投入，目标是实现10亿美元的收入增长。

通过掌控从晶圆到模块的完整生产链，企业能够优化成本、提升产品质量并快速响应市场变化。例如，英飞凌科技凭借其在汽车和工业领域的多元化布局，2024年收入逆势增长。

技术创新是另一个关键策略。企业正在通过"长快"、"长厚"、"长大"三个方向突破技术瓶颈。 "长快"指通过技术突破推动效率提升，缩短生长所需时间；"长厚"让晶棒的厚度增加，能切出的衬底数量自然增多；"长大"指的是增加面积，如从6英寸向8英寸升级。

安森美开发了1700V M1平面 EliteSiC MOSFET系列产品，针对快速开关应用进行了优化。这些1700V MOSFET可在高达175°C的结温下工作，因而能够与更小的散热片结合使用，或者有时甚至不需要使用散热片。

尺寸升级：8英寸晶圆的关键突破

从6英寸向8英寸晶圆的过渡，是提高生产效率并降低单位成本的关键策略。8英寸晶圆面积是6英寸的1.8倍，虽然8英寸衬底的成本较6英寸更高，但可切割获得更多的die，*终芯片成本将更低。

据TankeBlue制造商测算，6英寸升级至8英寸，成本预计将下降35%。Wolfspeed、Rohm、Onsemi为代表的头部企业，均计划在2025年前后实现8英寸SiC衬底的量产。

中国也在8英寸晶圆制造方面迎头赶上。2024年4月，芯联集成8英寸碳化硅工程片顺利下线，成为国内率先开启8英寸碳化硅生产的晶圆厂，计划2025年进入规模量产。

未来展望：平衡与协同的发展路径

碳化硅供应链的未来发展需要在扩张与稳定之间找到平衡点。预计到2026年，碳化硅产业的良率会提高，生产规模也会扩大，届时会带动整车综合成本逐渐下降到与硅基IGBT持平。

产业链协同将成为关键。从产品定义开始，结合终端客户的需求来规划系统集成、器件性能、产品性能，因此从设计到代工制造，再到整车厂系统集成，各个环节一定要互相配合。

区域化布局也在加速。意法半导体采取了"在中国成为中国企业"的战略，旨在通过本地化生产和深度合作巩固其市场地位。这与三安光电的合资企业、与华虹半导体的合作以及对Innoscience的战略投资，都是这一战略的组成部分。

个人观点：在我看来，碳化硅供应链的稳定性问题不能单纯通过产能扩张来解决，而需要构建更加韧性和灵活的供应链生态系统。

短期来看，企业应该注重与上下游企业建立战略合作伙伴关系，通过长期协议和共同投资来稳定供需关系。中期而言，技术创新和工艺改进是降低成本、提高良率的关键，特别是在8英寸晶圆量产和先进封装技术方面。长期来看，人才培养和产业链协同将是确保碳化硅产业可持续发展的基础。

值得注意的是，虽然当前市场存在一定的过剩担忧，但这主要是低端产品的结构性过剩，高端车规级碳化硅器件仍然供不应求。企业应该聚焦高端市场，通过技术差异化来避免陷入价格战的恶性循环。

未来5年，随着碳化硅在新能源汽车、光伏、储能等领域的应用不断深入，供应链稳定性将成为企业核心竞争力的关键组成部分。那些能够构建稳定供应体系、持续技术创新并深度融入全球产业链的企业，将在这场竞争中脱颖而出。