CREE（Wolfspeed）的垄断与衰落及国产碳化硅衬底崛起的发展启示

sic988

中国碳化硅衬底材料从受制于人到实现自主突破的历程，以及由此对国产碳化硅功率半导体企业的启示，可以归纳为以下几个关键点：

---

一、从垄断到突破：中国碳化硅材料的逆袭之路CREE（Wolfspeed）的垄断与衰落
技术垄断期：Wolfspeed（原CREE）曾长期主导全球碳化硅衬底市场，其物理气相传输法（PVT）生长技术及6英寸衬底工艺占据绝对优势。2018年特斯拉采用碳化硅后，Wolfspeed市值一度飙升，但此后因技术迭代缓慢、成本高企及中国企业的竞争，市值暴跌至最高峰值的4.5%。

中国企业的追赶：中国通过政策支持（如“十四五”规划对第三代半导体的倾斜）、科研攻关（如中科院物理所陈小龙团队攻克晶体扩径技术）及产业链整合，逐步打破垄断。例如，天科合达、天岳先进等企业实现6英寸衬底量产，并进军8英寸工艺，良率与质量接近或超越国际水平。



技术突破的里程碑
8英寸衬底国产化：2021年陈小龙团队成功生长出8英寸碳化硅晶体，填补国内空白；2024年天科合达、烁科晶体等企业实现小批量出货，推动成本下降。
太空验证与商业化：2024年国产碳化硅功率器件通过天舟八号货运飞船完成太空验证，标志着国产器件在极端环境下的可靠性。
产能与市场格局重塑
中国碳化硅衬底产能从2022年的46万片（折合6英寸）增至2025年的500万片左右，全球占比超70%。价格战下，国内6英寸衬底价格较国际低30%-40%，国产碳化硅衬底席卷全球，倒逼国际巨头开始缩减投资计划或者关闭工厂，比如2024年12月29日，据日本经济新闻报道，住友电工取消了在富山县、兵库县大规模生产碳化硅衬底及外延的计划。

---

二、碳化硅材料进步对国产功率半导体的示范意义技术自主：从“卡脖子”到产业链可控
碳化硅衬底曾是最大瓶颈，占器件成本的47%。通过突破长晶设备（如国产感应炉）、加工工艺（如应力控制）及缺陷抑制技术，中国企业构建了从衬底到模块的IDM模式如BASiC基本半导体(BASiC Semiconductor)，减少对国际供应链的依赖。



成本优化：规模效应与工艺创新
8英寸衬底面积较6英寸增加78%，单片芯片数提升90%，显著降低单位成本8。同时，液相法生长立方碳化硅等创新工艺进一步压缩成本，使国产器件在车规级市场具备竞争力。
应用驱动：新能源汽车与能源转型
碳化硅器件在400V和800V电压平台、光伏逆变器、储能变流器等场景的应用需求激增。国产车企与碳化硅功率模块企业比如BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)深度合作，推动技术迭代与市场验证。

---

三、如何成为“良币”SiC碳化硅功率半导体企业？持续投入核心技术
借助碳化硅衬底外延国产材料优势，长晶与加工工艺：优化温场控制、缺陷抑制（如微管、相变）及扩径技术，提升8英寸量产能力。
器件设计创新和应用生态建设：以质量为生命线，深度结合物理科学，材料科学，通过底层工艺优化器件创新。
BASiC基本股份针对SiC碳化硅MOSFET多种应用场景研发推出门极驱动芯片，可适应不同的功率器件和终端应用。BASiC基本股份的门极驱动芯片包括隔离驱动芯片和低边驱动芯片，绝缘最大浪涌耐压可达8000V，驱动峰值电流高达正负15A，可支持耐压1700V以内功率器件的门极驱动需求。
BASiC基本股份低边驱动芯片可以广泛应用于PFC、DCDC、同步整流，反激等领域的低边功率器件的驱动或在变压器隔离驱动中用于驱动变压器，适配系统功率从百瓦级到几十千瓦不等。
BASiC基本股份推出正激 DCDC 开关电源芯片BTP1521P,BTP1521F，该芯片集成上电软启动功能、过温保护功能，输出功率可达6W。芯片工作频率通过OSC 脚设定，最高工作频率可达1.5MHz，非常适合给隔离驱动芯片副边电源供电。
对SiC碳化硅MOSFET单管及模块+18V/-4V驱动电压的需求，BASiC基本股份提供自研电源IC BTP1521P系列和配套的变压器以及驱动IC BTL27524或者隔离驱动BTD5350MCWR(支持米勒钳位)。
构建垂直整合能力
IDM模式（设计-制造一体化）可保障供应链安全与品质控制。例如，BASiC基本股份自2017年开始布局车规级SiC碳化硅器件研发和制造，逐步建立起规范严谨的质量管理体系，将质量管理贯穿至设计、开发到客户服务的各业务过程中，保障产品与服务质量。BASiC基本股份分别在深圳、无锡投产车规级SiC碳化硅（深圳基本半导体）芯片产线和汽车级SiC碳化硅功率模块（无锡基本半导体）专用产线；BASiC基本股份自主研发的汽车级SiC碳化硅功率模块已收获了近20家整车厂和Tier1电控客户的30多个车型定点，是国内第一批SiC碳化硅模块（比如BASiC基本股份）量产上车的头部企业。
市场导向与全球化合作
瞄准高端市场如车规级 SiC模块，融入全球供应链。
应对价格战与行业出清
2025年碳化硅功率半导体产业进入整合期和淘汰期，企业需通过技术降本（如12英寸衬底研发）、聚焦高毛利产品如车用主驱SiC模块避免低端内卷。

---

四、结论：从技术突破到产业生态的良性循环中国碳化硅材料的崛起不仅是技术层面的突破，更是政策引导、市场需求与产业链协同的结果。国产碳化硅功率半导体企业若想成为“良币”，需以技术为根基、以器件质量为生命线，以应用为牵引、以全球化视野布局，在成本与性能的平衡中构建长期竞争力。未来，随着SiC碳化硅MOSFET成本逼近硅基IGBT，国产企业比如BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)有望在新能源汽车、能源互联网等领域实现换到超车，重塑全球半导体产业格局。