2026.10.10 | AC | Semis | SiC Substrate Expert: 8-Inch & 12-Inch
原标题:碳化硅衬底调研_ 6_8英寸供需与价格及12英寸进展, PVT_TSSG技术路线等-聚焦Wolfspeed_Coherent_晶盛机电等
摘要
- 6/8英寸衬底供需、价格及缺货缓解节奏;
- 12英寸光学/功率器件应用及研发进展;
- PVT/TSSG长晶路线、设备与国内供应格局。
以下是专家观点:
当前碳化硅衬底行业的技术发展趋势如何,特别是从6英寸向8英寸过渡的现状是怎样的?
2026年来看,6英寸产品依然是市场主流,主要基于成本优势以及下游器件厂商的设备兼容性考量,其出货量远高于8英寸。然而,随着衬底厂商技术的提升,许多厂家已具备8英寸产品的量产能力。因此,从2026年开始,国内下游器件厂商已开始逐步从6英寸向8英寸过渡。
海外厂商布局更早,约三四年前已开始规划8英寸,到2025年已有三至四家实现量产。值得注意的是,欧洲某家IDM从2026年起已停止6英寸项目,全面转向8英寸。相较之下,英飞凌在2026年对6英寸产品的需求仍远高于8英寸。Wolfspeed专注于发展8英寸产品,其8英寸衬底在不对外销售一段时间后,已于2025年下半年开始向客户送样。
2026年碳化硅衬底市场的供需情况如何,是否存在缺货现象?
2026年春节后,6英寸衬底已处于缺货状态,特别是SBD级别的产品缺货尤为严重。衬底通常分为三个级别:MOSFET级、SBD级和Dummy级。其中,MOSFET级用于制造最高级别的器件,SBD级用于二极管,Dummy级则用于设备调试。由于国内部分厂商为降低成本,会使用SBD级衬底生产MOSFET器件,加之各厂商6英寸产品的良率普遍较高,导致MOSFET级产出增加,进而挤压了SBD级衬底的产量,使得SBD级产品供应紧张。同时,受2026年AI需求增长的推动,MOSFET级衬底也出现缺货。整体而言,从2026年第一季度(具体为3月份)开始,6英寸衬底从MOSFET级到SBD级,乃至Dummy级都处于缺货状态,各厂商均在积极调配产能。
导致当前碳化硅衬底市场缺货的具体原因是什么,以及主要的衬底供应商有哪些?
缺货的主要原因是全球范围内能够稳定供应衬底的厂商数量有限。在国内市场,天岳、天科合达是公认的头部企业,其他主要厂商还包括晶盛机电、同光、烁科晶体以及南砂晶圆。目前,国内大型IDM及外延厂主要认可并采购这几家头部供应商的产品。需要明确的是,士兰、中车时代等企业属于下游器件厂商,它们自身不生产衬底。例如,士兰的6英寸产品主要从外延厂采购,其使用的衬底来自天科合达;UNT的6英寸产品也同样采用天科合达的衬底。
6英寸衬底的缺货状况预计何时能得到缓解,8英寸产品的市场渗透情况如何?
预计到2026年第四季度,6英寸衬底的缺货情况可能会有所缓解,主要原因是市场正逐步向8英寸过渡。国内几家大型IDM,如中车时代、斯达、UNT等,自2025年起便开始布局8英寸产线,并在2026年实现了小批量生产或正式量产,部分厂商对8英寸产品的需求甚至已超过国外。
目前全球范围内,哪些公司在8英寸碳化硅衬底的量产和良率方面处于领先地位?
在8英寸衬底领域,能够实现高良率稳定供货的厂商非常有限。根据当前市场情况,全球范围内仅有三家公司达到这一水平:国内的公司,以及国外的Wolfspeed和Coherent(原II-VI)。其他厂商中,天科合达因在发展8英寸的同时将重心放在了外延业务上,导致其8英寸衬底技术相对落后,部分关键指标在客户端的反馈不佳,但其6英寸产品仍具备很强的竞争力。其他几家厂商的8英寸产品良率普遍不高。不过,随着行业内厂商普遍具备12英寸产品的研发和生产能力,这种技术积累将有助于反哺和提升8英寸产品的质量与良率,预计未来各厂商的良率水平会逐步提升。
碳化硅衬底的缺货状况预计将持续多久?行业内是否有相应的扩产计划?
缺货被视为短期现象,预计最晚持续到2027年第一季度或第二季度(例如4月份)便会得到缓解。行业内正在积极扩产,例如晶盛机电在银川的项目已有设备进驻(move-in)。此外,部分公司在马来西亚等地建厂,主要目标是满足海外客户的需求。
从2022年至今,6英寸和8英寸碳化硅衬底的价格走势如何?未来的价格趋势将是怎样?
6英寸衬底价格自2022年至2023年持续下降,但在2026年春节后因缺货而趋于稳定。目前,6英寸衬底价格已接近成本线,进一步下降的可能性很小,否则厂商将面临亏损。部分厂商在2026年缺货期间已对零散订单和小客户的6英寸产品进行了提价,但由于与大客户签订了长期协议,或大客户不接受涨价,主流价格并未普涨,甚至有大客户的6英寸采购价仍在下降。8英寸衬底价格则持续下降,但降幅有所收窄。长期来看,随着部分厂商(特别是新进入者)为实现“弯道超车”而停产6英寸、直接研发并主攻8英寸,以及8英寸良率已接近甚至在某些厂家超过6英寸,其价格必然会继续下降,最终与6英寸的价格比将趋于合理。
碳化硅衬底价格下降对整个产业链有何影响?当前衬底在器件成本中的占比以及厂商的毛利率情况如何?
碳化硅主要与硅基产品竞争,衬底在碳化硅器件中的成本占比约为40%至50%。衬底价格的下降会直接带动碳化硅器件价格的降低,从而激励更多终端厂商愿意进行产品验证,并加速对硅基IGBT的替代。从厂商财务表现来看,由于8英寸产品的毛利率高于6英寸,随着8英寸出货量的增加,相关公司的财报表现预计会很乐观。
目前8英寸碳化硅衬底的主要需求方有哪些?他们的市场份额和采购模式是怎样的?
8英寸衬底的需求主要集中在少数几家头部企业。海外客户包括英飞凌、博世、意法半导体、ROHM和安森美。国内客户则以UNT、士兰微、中车和方正等为代表。这些主要客户从2026年开始持续增加8英寸产品的采购量,并且普遍采用长期协议的方式来锁定供应。
随着行业向8英寸及12英寸迁移,现有的6英寸产线设备将如何处理?6英寸产品是否会被完全淘汰?
部分厂商可能会选择出售其6英寸设备,因为这些设备与8英寸产线不兼容。特别是走在前沿的国际大厂,已经开始布局12英寸产线,有些从2025年便已开始验证12英寸衬底,2026年相关需求将持续增长。尽管如此,6英寸产品不会被完全淘汰,但其市场需求会逐渐萎缩,类似于目前4英寸产品仍在少量应用的情况。
意法半导体在重庆的8英寸产线进展如何?其在市场中的竞争地位和产品质量表现是怎样的?
意法半导体在重庆的工厂已于2025年实现量产,目前仍处于产能爬坡阶段,并持续获得政府资金投入,目标是建成全球最大的8英寸产线。从市场竞争来看,意法半导体的器件价格相对英飞凌、安森美、博世等厂商较低,采取的是薄利多销的策略。然而,根据部分终端客户的反馈,其产品质量的稳定性可能不及英飞凌和博世等竞争对手。意法半导体凭借早期进入特斯拉供应链而占据市场领先地位,但其采用的是平面型技术,而英飞凌、安森美、博世等主要厂商则在开发优势更多的沟槽型技术。随着特斯拉开始验证其他供应商的产品,以及竞争对手在成本和价格上取得优势,预计意法半导体目前的市场第一地位未来可能会下降。
目前8英寸碳化硅衬底的良率爬坡情况如何,以及未来12英寸衬底的量产前景是怎样的?
总体而言,6英寸衬底的良率目前仍高于8英寸,但个别厂商的8英寸良率已经反超6英寸。例如,某些厂商的8英寸良率已接近90%。自2025年起,随着海外市场对8英寸衬底需求的增加,订单量的增长极大地推动了8英寸良率的快速爬升。充足的订单是实现良率和各项指标提升的关键支撑。同时,行业普遍期望量产12英寸碳化硅衬底,这也在加速相关研发进程,并间接促进了8英寸良率的提升。根据当前的发展趋势判断,12英寸碳化硅衬底在不久的将来实现量产是很有可能的,这打破了此前行业内认为8英寸已是技术极限的普遍看法。
影响碳化硅衬底良率的核心瓶颈是什么?在解决这一瓶颈方面,公司有哪些突出表现?
所有尺寸碳化硅衬底的良率瓶颈主要在于长晶环节。碳化硅的长晶过程是离散型的,每一炉的温场等参数都需要独立调控,导致难以保证炉间产品的一致性,这是核心难点。无法确保上一炉的成功可以在下一炉稳定复现,这其中涉及大量的工艺诀窍(know-how)。公司在该方面表现突出,其核心优势在于能够保持非常高的一致性。目前公司拥有超过1,500台长晶炉,并且能够实现高度稳定的生产。相比之下,其他一些厂商虽然在送样阶段能提供验证表现优异的产品,但在小批量乃至大规模量产时,由于炉间产品差异大、一致性差,无法保证稳定的批量供货能力。
在碳化硅衬底行业,除了公司,还有哪些公司有潜力成为龙头?
晶盛机电被认为非常有潜力挑战行业龙头地位。其主要优势在于资金实力雄厚,并且具备自主研发和制造长晶炉的能力,而其他多数厂商的长晶炉是自行设计后委托代工厂生产。据了解,晶盛机电的长晶炉在技术上可能领先行业主要竞争对手三到四个代差。然而,晶盛机电当前的主要劣势在于工艺和技术方面相对落后。随着未来订单量的增长,其工艺水平有望逐步提升。一旦工艺短板补齐,其设备优势将变得至关重要。
晶盛机电目前的产品质量和市场开拓情况如何?
尽管晶盛机电具备产能,但目前其产品良率较低,质量指标表现一般。其最大的客户是ROHM,主要是通过瀚天天成的渠道进入其供应链。在欧美主流大客户方面,晶盛机电尚未实现突破,最多处于验证阶段。总体来看,该公司目前处于“有产能但产品质量尚待提升”的阶段。其研发团队在技术积累方面可能还存在一些不足,但预计在不久的将来,随着工艺的成熟,有望追赶上公司的水平。
在成本构成方面,公司与国内其他厂商相比有何不同?
影响成本的主要因素首先是良率。其次是原材料。据了解,其他一些国内厂商在原材料方面,如石墨和碳化硅粉料,更多地采用国产品牌。而公司目前仍较多地使用国际供应商的原材料,这主要是为了优先保证产品质量,以满足其海外客户对质量和原材料来源的严苛要求,因为其前几年的主要客户来自海外。因此,公司的原材料成本相对较高,但公司也正在推进国产化进程。
当前公司在产能扩张方面是否存在限制?
目前来看,产能扩张没有限制。公司在建厂初期就已经获得了相关的产能审批,因此扩产没有障碍。虽然国家层面对新建产能的审批有所收紧,并且对涉及技术转移的海外扩产项目(例如8英寸技术)也有审核要求,但公司现有的扩产计划不受影响。
公司当前的客户结构是怎样的,主要客户有哪些?
公司的客户主要分布在中国大陆、台湾、日本、韩国、欧洲和美国。关于具体的前五大客户信息,可以在公开披露的财报中找到。
目前公司的产品主要应用于哪些领域?今年的主要增量来自哪里?
公司的产品主要应用于汽车领域。2026年至今的主要增量来自于AI相关应用。
对于明年(2027年)的需求前景如何判断?主要驱动力是什么,以及不同尺寸产品的趋势如何?
根据部分客户的预测,2027年的需求将继续稳步增长。具体来看,部分客户在2027年前两个季度的需求量相较于2026年同期预计将实现翻倍增长,这部分增量主要由AI领域的需求驱动。从产品尺寸来看,预计从2027年开始,6英寸产品的需求将逐步下降,而8英寸产品的需求将开始上升。
12英寸产品的主要应用场景有哪些?
12英寸产品主要有三大应用方向:第一是传统的功率器件;第二是光学应用,例如AI眼镜;第三是先进封装。
在12英寸碳化硅衬底的几大应用方向中,光学、功率器件和先进封装的量产优先级和预期时间表是怎样的?
预计光学领域将最先实现12英寸衬底的量产。主要原因是,尽管光学应用对某些光学参数要求较高,但其对衬底表面质量及缺陷(如BPD)等指标的要求相对低于功率器件。业内普遍认为光学应用会最先量产。其次是功率器件,目前12英寸衬底正处于验证阶段,各项指标仍在提升中。由于12英寸晶圆尺寸较大,应力也相应增大,在加工、切割(无论是激光切割还是线切割)等环节仍存在技术挑战,因此用于功率器件的N型衬底实现量产可能还需要几年时间。最后是先进封装,目前仍处于非常早期的阶段,例如用作中介层,其成熟和量产预计需要更长的时间。
先进封装应用对12英寸碳化硅衬底的成本要求是怎样的,以及当前该领域的技术和市场进展如何?
在先进封装领域,一些大型厂商对成本的要求非常严苛,期望价格极低。然而,目前供应商无法满足这一价格要求,因为该应用尚处于非常前期的验证阶段。现阶段,客户对于所需衬底的具体规格,例如是采用N型衬底还是半绝缘衬底,方向尚未完全明确。因此,先进封装应用的发展仍处于相当早期的探索阶段。
在光学应用领域,特别是AR眼镜,采用12英寸碳化硅衬底相较于8英寸的主要优势是什么,以及当前有哪些厂商在进行相关的合作开发?
转向12英寸衬底的主要驱动力在于成本效益。根据分析,一片12英寸衬底大约可以制造6到8副AR眼镜,而一片8英寸衬底只能制造3到4副。因此,采用更大尺寸的衬底能显著降低单副眼镜的成本。尽管目前12英寸技术尚未具备量产能力,业界普遍从8英寸开始量产,但市场期望12英寸能尽快成熟并投入生产。目前,一些大型厂商,特别是国外公司,都在进行相关的合作。
AR眼镜采用碳化硅衬底除了成本因素外,还有哪些性能优势,以及该产品在实际应用中面临哪些挑战?
除了潜在的成本优势,采用碳化硅衬底的主要原因是其轻量化特性和更优异的光学性能。然而,AR眼镜在实际应用中面临显著挑战。首先是供电问题,眼镜的形态限制了电池的体积,难以满足取代手机等高强度使用场景的续航需求。其次是安全性问题,若电池发生类似手机电池爆炸的故障,其佩戴在头部的风险极高。目前,AR眼镜的应用场景仍非常局限,主要集中在观影、游戏等娱乐功能,尚未具备完全融入日常生活的综合能力,其最终取代手机的设想仍有待实现。
目前在功率器件领域,除了PVT生长法,TSSG(顶部籽晶溶液生长法)技术的发展现状和前景如何?
在功率器件领域,除了主流的PVT技术,TSSG技术也受到关注。许多客户对液相法生长的衬底感兴趣,因为理论上其良率会非常高,并且衬底质量(如缺陷指标)会优于PVT法生长的产品。
TSSG技术相比PVT技术有哪些核心优势,以及它在当前取代PVT技术面临哪些主要障碍?
TSSG技术的核心优势在于,其生产的衬底缺陷密度非常低,这能直接提升衬底本身和下游器件的良率,并改善器件性能指标,最终有望实现显著的成本降低。然而,该技术目前面临量产挑战。据了解,已披露拥有该技术的公司仅有公司和少数几家日本企业,国内尚未实现规模化量产。当前TSSG主要用于生产P型产品,但量产良率不高,且售价非常昂贵。因此,尽管TSSG在理论上优于PVT,但在其良率问题得到解决并实现成本竞争力之前,难以大规模取代现有的PVT技术。