碳化硅内卷，想出圈就要卷到点子上

近年来，碳化硅火热，国内内卷严重，特别是衬底下游之后的器件等环节。为什么这么卷？卷的结果是大家大打价格战，谁都挣不到钱。个中缘由可以从市场数据、产业化生态完善、新质生产力发展等几个方向加以思考。

市场占比有待提升

经过多年发展，第三代半导体技术的作用才刚刚显现。第三代半导体产业技术创新战略联盟2023产业研究数据显示，功率领域的发展速度最快。碳化硅、氮化镓功率电子器件市场规模为153.2亿元，同比增长45%。相比其他半导体，第三代半导体一枝独秀。

联盟副秘书长高伟博士表示，与硅相比，2023年第三代半导体功率器件市场渗透率仅为12%，刚开始进入高速增长阶段，市场规模占比最大的是电动汽车。虽然碳化硅未来在高铁、电网应用方面具有应用潜力，但在2030年之前，得益于800V系统的增加，电动汽车仍然是最大市场，占比将维持在70%左右。

从高压趋势来看，充电基础设施是第三代半导体较大的市场，在104亿元增长中占到了4.2亿元。虽然氮化镓的未来应用包括服务器电源、工业电源、工业电机等，但现在主要是消费电子的手机、电脑快充。氮化镓功率器件占比约为11.2%，预计到2028年能达到10.5亿元，复合增长率是26.5%。

除了电动汽车外，今年比较看好的碳化硅新兴市场应用是光伏与储能器件。因为电动汽车，特别是主驱用碳化硅器件对可靠性要求特别高，目前国产器件占有率不到5%，几年来一直是这样。她认为，今明两年会有出现突破，但会有一定难度。虽然新增光伏储能市场现在只有6亿元规模，但未来在光伏发电的带动下，应该有不错的表现。

高伟认为，现在国内碳化硅和氮化镓衬底和外延技术已非常先进，特别是碳化硅，和国际先进水平差距不大。衬底市场规模大概是60.5亿元，外延大概是26.7亿元。像山东天岳、翰天天成等去年的增长率已超过100%。

但在器件和模块市场，国内产品比外延和衬底低很多。现在衬底产能是120万片，实际产量大概是75万片，全球占比达到40%。外延片产能是115万片，实际产量是65万片。国内一些企业能够为国际企业代工，产业发展情况不错。

晶圆制造方面，国内产量是40万片，这和衬底和外延相当不匹配，国内碳化硅晶圆制造还比较短缺。

氮化镓外延增长率不错，折合6英寸外延产能是66万片，功率电子外延是38.7万片，芯片器件产能是34.9万片，基本上适配。

她指出，第三代半导体是一个新兴产业，应用重点是高压、高频、高温和大电流。反过来讲，其测试评价，包括良率都还面临很大的挑战。

另外，不管是国际还是国内，产业化标准方面的工作都比较欠缺，特别是动态测试方面挑战很多。所以，未来需要生态互动起来，共同推进技术进步。

要卷必须卷到点子上

事实上，目前国产碳化硅上车的占比非常低，也就百分之几，还往往是作为“备胎”。现在国际大厂的产能上来了，不缺芯了，国产碳化硅器件的命运可想而知。

这反映了当前碳化硅在电动汽车应用中存在一些关键问题。对于碳化硅器件厂商来说，单纯追求价格竞争而忽视产品质量和可靠性的确是一个危险的趋势。卷价格的最终结果是一损俱损，尤其是在涉及人命安全的应用场景中，任何一丝的质量问题都可能导致严重的后果。

作为国内碳化硅器件厂商，真正应该卷的是上车应用。要卷就要卷产品质量，卷长期可靠性。首先从上车验证做起，踏踏实实搞几年，积累足够的应用数据，为用户使用做好铺垫，让用户心里有底。

具体讲，需要从以下几个方面入手打破“备胎”的怪圈：

提升产品质量和可靠性：这是最基本的也是最重要的。厂商应该投入更多研发资源，改进生产工艺，确保产品性能稳定可靠。同时，也应该建立完善的质量检测体系，确保每一批产品都符合标准。

加强上车验证：不断积累应用数据是提升用户信任度的关键。厂商应该积极与汽车制造商合作，争取更多的上车验证机会，通过实际应用来验证产品的性能和质量。

拓展应用领域：虽然电动汽车是碳化硅的主要应用领域，但并不意味着其他领域就没有机会。例如，低空经济也是一个非常有潜力的领域。厂商可以根据不同领域的需求，开发适合的产品，拓展应用领域。

加强国际合作：与国际大厂合作，不仅可以学习到先进的生产工艺和管理经验，还可借助他们的渠道和资源拓展国际市场；也可以通过合作共同推动碳化硅产业的发展。

提高品牌影响力：通过优质的产品和服务提升品牌影响力，让更多的用户了解和信任国产碳化硅器件。这不仅可以提高产品的市场占有率，还可以为厂商带来更多的商业机会。

学衬底卷出国界

中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟副秘书长侯喜锋认为，衬底和外延跟全球大厂的水平基本接近，但后端器件的差距还很大。在新能源汽车主驱上，目前基本上没有使用国产器件。如果不能进入主驱，未来就会失去很大的市场。实际上，主驱成本大概一万元左右，碳化硅模块成本非常高，大约占到40-60%，所以低于20万的车用不起，这就倒逼我们一定要降本增效，才能形成正向循环。

他认为，低空经济是一个未来市场，一架飞行器大概200多万元，主驱差不多三万元，对碳化硅来讲是个小数目。

“碳化硅行业非常卷，企业生存比较艰难。但是，这个产业的参与者和碳化硅一样，就是能够耐高压。在经济环境压力下，企业要坚持长期主义，首先是活下来，就有希望。”他说。

其实，国产衬底卷到国际的经验值得借鉴，例如，国际功率半导体巨头英飞凌为拓展碳化硅材料供应商体系，签约国产碳化硅衬底头部产商天岳新进、天科合达。其重要性堪比消费电子厂商纳入“苹果产业链”。能为英飞凌供货证明国产碳化硅衬底在技术和产能上的进步。

另一个例子是，意法半导体与三安光电成立了一家合资制造厂，进行8英寸碳化硅器件大规模量产。为满足该合资厂的衬底需求，三安光电也将利用自有衬底工艺，单独建造和运营一个新的8英寸碳化硅衬底制造厂。

上述例子表明，中国衬底厂商的生产工艺、原材料品质和衬底质量已达到国际先进水平，能够满足国际大厂对高性能、高品质碳化硅衬底的需求。同时也说明中国厂商的产能和规模能够满足国际大厂对碳化硅衬底的采购需求。

通过加强与国际大厂的合作，可以为中国厂商提供更多的市场机会和技术支持，共同开发新产品、新技术，提高产品的国际竞争力。

侯喜锋表示：“不管怎样，最终应用端都需要解决两个问题，一是电测试，二是热测试。碳化硅是个新鲜事物，有很多种测试方法，测试规范还有待完善。”

全面测试能力是关键

测量是科学探索的基石，科学研究和产品开发都离不开测量。以碳化硅为例，它以优异的热稳定性、机械强度、化学稳定性和高温下的电性能著称。其特性的发挥、应用的效果都离不开研发、生产和应用过程中全面精准的测试。其重要性通常体现在以下几个方面：

质量控制：确保碳化硅产品的质量和性能符合标准和客户要求。通过对原材料、半成品和成品进行严格的测试和筛选，可以及时发现并解决问题，降低不良品率，提高客户满意度。

研发支持：在碳化硅研发过程中，测试对于验证新材料、新工艺和新结构的性能至关重要。通过对比不同配方、工艺和结构的性能差异，可以优化产品设计，提高产品的性能和竞争力。

可靠性评估：碳化硅材料在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下工作，对其可靠性有着极高的要求。全面测试能力可以模拟实际工作条件，对碳化硅材料进行长时间、高强度的测试，评估其长期稳定性和可靠性，确保产品在各种恶劣环境下都能正常工作。

风险评估与预防：测试有助于发现潜在的风险和问题，提前采取措施进行预防和应对。通过对碳化硅材料在不同条件下的性能进行测试和分析，可以预测其在实际应用中可能出现的问题，为产品设计和生产提供有力的支持。

为此，国家新能源汽车创新中心正在积极建设以汽车为中心的测试实验室。据该中心功率测试平台负责人郭大铭介绍，实验室专注于填补国内整车能效测试领域的空白，围绕几个方面搭建：整车能效开发涉及芯片级道路模拟，区别于传统汽车能效测试；全链条打通电驱等测试环节，提升效率；数字化仿真实验室减少实地测试人员需求，通过数字化手段进行多场景测试；智慧芯片供应链测试针对供应链上下游进行集成测试，确保芯片达到上车标准。

此外，该中心还通过开放合作、参与汽车芯片标准的制定以及企业合作等方式，加快国产芯片上车进程，推动汽车芯片行业的发展。

为了提供更全面的第三代半导体测试测量服务，作为测试测量企业的泰克先进半导体开放实验室也进行了Version 2.0全面升级，扩展了测试能力。其一站式测试解决方案涵盖晶圆级到器件、模块封装全流程，包括各个环节的各种静态参数、动态参数测试和可靠性测试到老化测试。实验室的一些设备也是根据客户验证需求定制开发的，有助于解决客户的实际问题。例如，将原来只能测单管MOSFET扩展到模块测试；小电流静态扩展到大电流静态，同时增加了可靠性测试和老化测试。

瞄准新质生产力

国家中长期科技发展规划精心绘制了量子技术、人工智能、能源科技等前沿领域的宏伟蓝图，矢志达成前瞻性、先导性和探索性的科研目标。这一战略旨在将创新与质量深度融合，助力中国产业链从传统劳动密集型模式华丽转身，摆脱“以量取胜”的束缚，转而追求技术上的卓越。其目标是将高质量的产品推向国际市场，让“中国制造”的标签在国际舞台上熠熠生辉，占据更为有利的市场地位。

要实现这一宏伟目标，需要整个行业齐心协力，紧密配合。同时，我们还应积极寻求与国际厂商的合作，特别是那些将自身视为中国本土一分子的国际企业，共同推动第三代半导体这一新质生产力的蓬勃发展，为中国科技进步和产业升级注入强大动力。