特斯拉在3月初的投資者日上宣布，下一代平臺將減少75%的碳化硅用量，這個消息立即在碳化硅產業鏈企業中引起了震動，讓許多公司的股價迅速下跌。除了全球襯底領頭企業Wolfspeed當天股價下跌7%，特斯拉的主要碳化硅MOSFET供應商ST股價下跌了8%以上，國內襯底廠商天岳先進和東尼電子的股價更是一早開盤即跌停。這表明特斯拉的決定對整個產業鏈都產生了很大的沖擊。

雖然特斯拉在投資者日上并未詳細解釋他們的解決方案，但是這條消息在業界已經傳播了兩周之久。業界已經就特斯拉減少碳化硅用量的方案展開了許多討論，下文將對目前業界的猜測做一個匯總。

不過，我們比較關注的是特斯拉的舉措是否真的會對近年來產能擴張、投入巨大的碳化硅上下游產業鏈帶來負面影響。特別是在下游汽車廠商需求的變化下，特斯拉的決定是否會首先影響到中游芯片設計或功率模塊制造商。

 

 

針對特斯拉在下一代平臺車型中降低碳化硅用量的方案，業界有不同的猜測。安徽芯塔電子市場經理周駿峰認為，特斯拉宣布減少碳化硅用量的消息引起了市場的過度敏感，但從目前各類終端市場的反饋來看，碳化硅市場近幾年依然將保持供不應求的趨勢，尤其是新能源汽車產業的需求將呈現“井噴”式增長，所以該產業鏈的熱度并不會降低。根據特斯拉公布的有關Model 3的信息，他推測特斯拉下一代車型可能會從目前的400V母線電壓架構轉向800V。

采用800V架構后，由于母線電壓翻了一倍，相同的電機功率下，流過碳化硅MOSFET的電流減半，從而導致碳化硅MOSFET管芯面積縮小。管芯面積縮小后，單片晶圓出芯率會更高，因此使用碳化硅的成本也會降低。換言之，采用800V架構后，單車使用的碳化硅晶圓數量將減少，單片6寸晶圓可供更多車輛使用，這與特斯拉宣布減少碳化硅用量的計劃相符。

除此之外，業界還有其他幾種猜測。例如，特斯拉可能采用新的半導體材料來代替碳化硅，比如碳化鎵、氮化鎵等，這些材料比碳化硅更為優秀。還有一種猜測是，特斯拉可能會使用其他材料，比如硅和硅鍺等，這些材料在成本和性能方面都優于碳化硅。無論采用何種方案，特斯拉都將繼續引領行業的創新和發展。

 

 

周駿峰還提到了另外兩種特斯拉減少碳化硅用量的猜測。首先，特斯拉的供應商可能會對器件封裝技術進行創新，以使熱阻更小、散熱性能更好，并且器件和模塊可以在更高的結溫下工作。其次，特斯拉也可能對電機進行革新，改進升級電驅系統，這也可能使對功率器件的需求量減少。

除了上述三種可能之外，業界目前還有兩種猜想。其中最有可能的是采用SiC MOSFET和IGBT混合模塊。在這種方案中，大概會使用兩顆配套六顆IGBT封裝混合模塊，這種模式符合“降低75%用量”的說法。在實際應用中，IGBT載流能力更高，在大電流工況下有一定的優勢。在功耗方面，SiC MOSFET先于硅基IGBT開通，后于IGBT關斷，而IGBT可以實現ZVS零電壓開關，因此可以大幅降低損耗。不過，由于SiC MOSFET和IGBT的工作頻率差異較大，驅動電路方面混合模塊顯然會更加復雜，封裝難度也會更高。

另一種可能性是采用新一代的SiC MOSFET器件，例如ST的第三代SiC MOSFET。這種芯片的面積只有第二代的25%，從尺寸上符合“降低75%用量”的說法。新一代的SiC MOSFET器件具有更高的性能和更低的成本，因此在未來將成為電動汽車行業的主流選擇之一。

 

特斯拉在投資者日上強調減少SiC用量的原因之一是價格較高，這也是投資者日上特斯拉著重介紹的各種降成本舉措之一。實際上，SiC對降低電動汽車能耗具有實實在在的效果，特別是在800V高壓平臺中，SiC相比硅基IGBT的優勢更加突出。因此，特斯拉并沒有說要完全放棄SiC，SiC晶體管仍然是一種關鍵器件。從長遠來看，如果隨著工藝技術的精進和產能的提升，SiC器件的成本下降，包括特斯拉在內的所有新能源汽車廠商必定會進一步增加對SiC的需求。

然而，SiC襯底的價格目前仍然居高不下，這是一個不可避免的問題。在芯片設計階段，為了降低成本，需要采取一些措施。例如，可以通過調整電路設計來減少SiC器件的數量，從而降低整體成本。此外，還可以采用一些新的封裝技術，以提高散熱性能和降低熱阻，從而進一步降低成本。

總之，盡管SiC襯底的價格目前較高，SiC仍然是電動汽車行業中最優的驅動器件之一，尤其在800V電氣架構環境下。隨著工藝技術的進步和產能的提升，SiC器件的成本將逐步下降，這將進一步推動電動汽車產業的發展。

 

 

SiC上游產能擴張所面臨的挑戰

盡管特斯拉的“減碳”消息給碳化硅產業帶來了一定的沖擊，但上游SiC產能擴張方面還面臨著更大的挑戰。雖然國內的碳化硅產業鏈已經在積極擴產，但目前產能還未真正大規模釋放，這與海外巨頭還存在差距。因此，國內產業鏈需要通過合作與協同來提高競爭力。

SiC襯底價格居高不下，限制了SiC器件的大規模應用。SiC襯底在SiC器件成本中占據近50%的比重，上游襯底價格是影響器件價格的最重要因素。目前，SiC襯底供不應求，價格居高不下，而襯底良率和產能等方面也會影響襯底價格。在短期內，難以大幅降低成本，對于中游的芯片設計公司而言，如何從芯片設計層面上降低SiC芯片成本成為了一個值得探討的話題。

降低SiC芯片成本的方法

對于中游的芯片設計公司而言，從芯片設計層面上降低SiC芯片成本的方法，是在保證管芯效能的前提下，減少芯片尺寸，以減少晶圓邊緣浪費率，提高出芯率。這可以有效減少SiC芯片制造中的浪費和成本，降低SiC芯片的制造成本，提高SiC芯片的制造效率。

雖然目前SiC襯底價格較高，但隨著工藝技術的精進和產能的提升，SiC器件成本有望進一步降低。在800V電氣架構環境下，相較于硅基器件，碳化硅依舊是電動汽車主驅逆變器、OBC、暖通空調壓縮機驅動等應用的最優方案。因此，中游的芯片設計公司需要持續不斷地優化SiC芯片設計，提高制造效率，為整個產業鏈的發展做出貢獻。

 

在芯片設計方面，為了降低SiC MOSFET的成本，可以采用兩種方法來減小芯片尺寸。首先，可以通過改變外延層的厚度和濃度來平衡擊穿電壓和導通電阻，以達到減小芯片尺寸的效果。其次，采用溝槽柵結構也可以實現芯片尺寸的降低。理論上，溝槽柵SiC MOSFET的溝道遷移率更高，相比平面柵SiC MOSFET，具有更佳的電學特性，包括元胞密度高、導通損耗低、開關性能強等，可以進一步降低器件成本。

目前，業內廣泛認為溝槽型結構是提升SiC MOSFET性能的最有希望的結構。作為國內最早布局溝槽型SiC MOSFET專利技術企業之一，芯塔電子在未來優化產品成本和提高設計工藝方面具有很大的優勢。通過芯片設計的改進，可以在襯底供應鏈不變的情況下，顯著提高SiC器件的產量。隨著襯底產能的擴展，這兩個因素的促進將加速SiC襯底價格的下降。

 

周駿峰認為，SiC器件的未來發展趨勢是不可逆轉的，而市場上的競爭將會越來越激烈，SiC器件廠商需要不斷提高自身的技術水平和產品質量，以滿足不斷增長的市場需求。除此之外，他認為行業內部的合作與共贏也是非常重要的。只有通過產業鏈的深度協同和優勢互補，才能實現SiC產業的快速發展和優秀企業的成長。

同時，他也表示，作為連接器類型工程師，連接器是SiC器件中的一個非常重要的組成部分，其質量和性能直接影響著整個器件的表現。因此，在使用SiC器件時，不僅需要選擇合適的芯片設計和工藝，還需要選擇合適的連接器類型和品牌，以確保整個系統的性能和可靠性。對于連接器廠商來說，他們也需要不斷提高自身的技術水平和產品質量，以適應SiC器件市場的快速發展和不斷變化的需求。