特斯拉凭借Model 3、Model Y的热销，意大利半导体和英飞凌已经成为SiC装载的先驱，随着比亚迪汉EV、蔚来ES6、理想L9等热门车型陆续上市，SiC装车量进一步扩大。据不完全统计，截至2023年上半年，全球已有40款SiC车型进入量产交付，上半年已售出118.7万辆SiC车型。

流行的SiC吸引了欧洲芯片双雄意法半导体和英飞凌的注意力。

SiC为意大利法律带来了稳定的收入。2016年，意大利法律半导体收入仅为69.44亿美元。到2022年，总收入已达161.3亿美元，年净利润为43.23亿美元。其中，碳化硅功率设备的收入从无到有迅速增加到7亿美元。

英飞凌在SiC方面相对落后，但在IGBT领域包括整个功率元件、SiC、Gan仍处于领先地位。作为世界上最大的汽车半导体制造商，汽车业务占2022年142.18亿欧元总收入的47%，其中56%来自动力设备。

作为近年来功率半导体发展最快的领域之一，意大利法和英国飞凌都不愿意让这块越来越大的肥肉给竞争对手。未来必然会有更激烈的竞争。前霸主和今天新王的PK各有几何获胜的机会。我们不妨仔细分析一下。

SiC新王意法半导体

2018年，特斯拉发布了Model 3.在这款车型中，最重要的创新之一是650V意法半导体 SiC 与过去电车中使用的IGBT相比，MOSFET逆变器，SiC MOSFET可以带来5%～逆变器效率提高8%，电动汽车续航能力显著提高。

Model 碳化硅的概念已经普及，但事实上，碳化硅的特性早在 20 第一个碳化硅二极管的历史可以追溯到世纪初 1907年，当时的物理学家发现碳化硅在室温下的带隙比硅宽约 2 eV，这意味着碳化硅器件的临界电场可以高出五到十倍，因此该技术可以大大提高转换效率，同时，承受更高的电压和更恶劣的条件。

然而，直到20世纪90年代末，碳化硅仍然远离商业使用。原因很简单。碳化硅衬底缺陷过多，碳化硅缺陷密度去除工艺壁垒较高。为了解决这些问题， 1996年，意大利法律开始与卡塔尼亚大学合作开发碳化硅技术，研究大规模生产和商业化的可能性。

作为第一家大力投资该技术并与学术界合作的公司，意大利法律获得了自己的回报，并于2002年5月成功展示了第一个肖特基碳化硅二极管；2006年，意大利法律在三英寸晶圆上试生产了SiC器件，第一代碳化硅二极管于次年批量生产；2014年，意大利法开始生产第一代 SiC MOSFET，此后，快速迭代:2017 第二代年发布 MOSFET， 2020 第三代产品于年推出..前后计算，意法在碳化硅技术的研发上已有25年。

就产品线而言，当前意法的650V/1200V 第三代碳化硅 MOSFET正式投产。该系列更适合高频应用，通过优化Ron和Qg，也分为650V、750V、第四代产品目前正在进行900V和1200V产品线的产前测试，产品频率可达1MHz，导通电阻也降低了15%。

碳化硅领域的意大利选择是继续挖掘碳化硅MOSFET平面设计的技术潜力，包括第四代碳化硅产品，仍采用平面结构，结构工艺简单，单元一致性好，雪崩能量高，如特斯拉等汽车公司选择平面栅SiC MOSFET功率模块，开发历史悠久，更方便批量生产，在成本控制方面也有一定的优势。

然而，平面结构也有自己的问题。当电流限制在中间狭窄区域流动时，会产生JFET效应，从而增加通态电阻。同时，寄生电容也很大。因此，槽结构被列入议程，可以最大限度地发挥SIC材料的特性，特别是可以进一步降低设备成本和导电阻，但目前成本较高，难以应用于更多场景。

2019年，System Plus Consulting给出的碳化硅 在MOSFET对比报告中，意大利产品FOM仍然很大，但随着几次迭代，其平面工艺有了很大的进步。根据意法的宣传和发布，其最新平面 MOSFET为晶体管行业树立了新的质量因素 (FoM) 标杆，业界认可的FoM [导通电阻 (Ron) x 裸片面积和Ron x 栅极电荷 (Qg)]该算法用普通硅技术提高晶体管的能效、功率密度和开关性能 FoM 因此，变得越来越难，碳化硅技术是进一步改进FOM的关键。

当然，作为行业领导者，半导体存意大利法也布局在沟槽结构中，但由于技术和市场问题，第五代碳化硅MOSFET仍处于工程样品测试阶段，大规模生产时间有待确定。

值得一提的是，为了保持其在碳化硅领域的地位，意大利不仅在产品技术上花费了大量精力，而且不遗余力地投资于产业链。

首先，在衬底和晶圆方面，意法先后与Wolfsped/Cree和Rohm通过收购Norstel，碳化硅rystal签署了多项晶圆供应协议 AB(已更名为ST 碳化硅 AB）完成自有衬底生产线的建设。他说，2020年第一季度，ST首次提供6英寸碳化硅晶圆，2021年第三季度推出首款8英寸晶圆原型，计划2024年量产。预计届时内部晶圆采购将占总采购量的40%。

在Fab上，ST正在将卡塔尼亚工厂从6英寸升级为8英寸，2021年第三季度，新加坡6英寸碳化硅生产线成功通过认证。在后包装方面，还有中国深圳的赛意法和摩洛哥的布斯库拉工厂。

需要注意的是，今年6月，意大利法律宣布与国内三安光电有限公司合资32亿美元在重庆建设8英寸碳化硅外延及芯片OEM，成为中国碳化硅领域最具轰动性的投资计划，将于2025年 每年完成阶段性建设并逐步投产，2028年达产，计划达产后生产8英寸碳化硅晶圆1万片/周。

平面和沟槽技术的稳定变化，通过收购实现晶圆衬底生产，最终与大规模生产，意大利的领先地位仍然稳定，2024年碳化硅产品收入达到10亿美元目标预计将在2023年提前实现，这一结果足以让其骄傲和碳化硅领域。

英飞凌，奋起直追

与意大利相比，英飞凌在碳化硅技术上的积累并不多。早在2001年，英飞凌就推出了第一个碳化硅二极管，甚至比意大利法早一年。然而，在后续的技术发展中，英飞凌的步伐落后了一点，最终导致意大利法成为第一家吃螃蟹的制造商。

与意义不同的是，英飞凌并没有选择突破平面结构市场，而是毅然选择了沟槽结构，在碳化硅产品上走了一条高质量、高价格的路线。与生产工艺简单、成本低的平面结构碳化硅MOSFET生产工艺相比，英飞凌的沟槽栅设计展现了前者难以具备的优势。

从目前的反馈来看，英飞凌推出的碳化硅产品不仅具有性能优势，而且通过专利的半包槽栅结构设计和严格的测试克服了可靠性和耐久性方面的缺点，成为业内为数不多的可大规模生产和大规模应用的汽车规则碳化硅MOSFET之一。

在产品线方面，英飞凌碳化硅产品被称为CoolSiC。目前已推出两代产品。第一代是大规模生产的1200V产品。已提供样品。导电阻性能或载电流能力比上一代提高25%。第二代电压规格包括1200V和750V，导电阻性能或载电流能力比上一代提高25%。750V产品仍在研发中。

根据英飞凌提供的材料，这家在沟槽结构上领先一步的公司已经开始开发第三代1200V平台，与第二代产品相比，性能可以再次提升20%。预计将于2025年底至2026年初推出。

在电动汽车开发的碳化硅模块产品中，英飞凌专注于扩展HybridPACK Drive系列产品推出了HybridPACK，尺寸与管脚兼容。 Drive CoolSiC。目的是充分利用早期HybridPACK Drive建立的行业知名度和客户资源，降低了营销成本，降低了客户切入的壁垒。

值得一提的是，英飞凌在整个碳化硅技术和沟槽碳化硅MOSFET方面积累了大量专利，分别达到919件（包括授予和申请）和82件，在碳化硅五大巨头中排名第一。

然而，在晶圆和衬底方面，英飞凌只能最大限度地发挥外包衬底的价值，因为它没有像意思那样布局自产衬底。2018年11月12日，英飞凌收购了位于德累斯顿的初创公司Siltectra GmbH，这家公司看重的是冷裂（Cold Split）该技术可以减少晶锭（boule）切割过程中的材料损失，碳化硅衬底是同一晶锭的两倍，目前该技术正在小批量试生产中，预计2024年将完全成熟。

需要注意的是，2023年5月，英飞凌与中国公司天科合达、天岳先进签订供应协议。两家公司将提供6英寸碳化硅晶圆和晶锭作为Wolfspeed的补充。有消息称，英飞凌未来很可能会在欧洲生产碳化硅晶体，以稳定供应。

在Fab方面，被困于生产能力的英飞凌于2022年开始了公司历史上最激进的投资计划。除了在德国德累斯顿投资50亿欧元建设欧洲最大的晶圆厂，提高混合信号产品的生产能力外，第三代半导体还在奥地利Vilach和马来西亚Kulim投资了20多亿欧元。

根据规划，2025年奥地利Vilach产能攀升完成后，英飞凌碳化硅产值可达10亿欧元，而在建的马来西亚Kulim三代半工厂在2024年底投产后，产值可在接下来的两年内增加20亿欧元。

与意义相比，虽然英飞凌在技术上似乎更进一步，已经开始沟槽结构技术的布局，但在产品生产能力和生产基础上，面临着巨大的挑战，随着碳化硅市场的不断发展，技术的可持续发展和生产能力的投入仍有可能赢。

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