- 碳化硅赋能AI工业:从芯片封装到数据中心的中心资料革新-金元证券
金元证券《碳化硅赋能AI工业:从芯片封装到数据中心的中心资料革新》陈述,聚集碳化硅(SiC)在AI工业的中心使用,从数据中心供电、芯片封装、制作工艺及国内商场格式等维度,分析其技能价值与工业潜力。
碳化硅在数据中心供电体系中不可或缺。AI服务器单机柜功率提高至数百千瓦,对供电功率、功率密度要求苛刻。SiC MOSFET因1200V以上高耐压、低损耗特性,成为电源供给单元(PSU)前端AC-DC改换中心器材,如无桥图腾柱PFC拓扑中,可将转化功率提高至99%以上,削减散热本钱。2025年数据中心PSU商场规划估计75亿美元,2030年达141亿美元(CAGR 15.5%),其间3kW以上高功率PSU占比将达80%。宽禁带模块(SiC/GaN)浸透率从2025年10%升至2030年24%,台达、光宝、华为等头部企业已布局相关这类的产品。一起,固态变压器(SST)技能鼓起,SiC器材助力完成10-35kV中压沟通直接转化为800V直流,简化配电链路,提高体系功率。
芯片封装范畴,碳化硅破解高暖流密度难题。高端GPU/AI芯片功耗达千瓦级,传统硅、玻璃中介层在散热、绝缘性上存瓶颈。SiC热导率(400-500W/m·K)是硅的3倍,半绝缘型SiC电阻率达10^8Ω·cm,兼具高热导与高绝缘性,可用于热界面资料(TIM2)与硅中介层替换。2025年全球CoWoS及类CoWoS封装产能达88.5万片(同比+108%),若SiC彻底代替中介层与TIM资料,衬底及外延需求将达CoWoS产能2倍(12英寸计)。不过,12英寸SiC晶圆加工难度大、本钱高,国内天岳先进已打破12英寸衬底技能,推进工艺老练。
制作工艺上,衬底与设备国产代替加快。导电N型衬底为商场干流,8英寸衬底销量估计从2024年4.61万片增至2030年70.4万片(CAGR 58%)。设备端,PVT(物理气相传输)炉商场北方华创占比61%,外延设备、离子注入设备需求杰出,2024年碳化硅器材出产设备规划35.07亿美元,2026年达峰值51.29亿美元,量检设备因资料缺点多需求最高(2024年7.25亿美元)。激光切开技能(如Disco KABRA)可削减SiC切开损耗,提高晶圆产出1.4倍。
国内商场出现“衬底抢先、器材追逐”格式。2024年全球碳化硅器材商场43.6亿美元,2030年将达229.45亿美元(CAGR 32%),但意法半导体、英飞凌等世界厂商占83%比例,国内企业(芯联集成、三安光电等)市占率虽同比大增,但代替空间宽广。国内工业链出资约80亿美元,天岳先进、露笑科技在衬底范畴抢先,北方华创、晶盛机电在设备端国产代替中获益。笔直整合企业更具优势,以1200V SiC MOSFET为例,外延片(衬底+外延)占本钱60%,整合衬底环节可提高毛利空间。
陈述指出,碳化硅是AI工业降本增效要害资料,主张重视器材厂商(扬杰科技、斯达半导)、衬底及设备企业(天岳先进、北方华创)。危险大多数来源于国内厂商浸透率没有抵达预期、产能扩张致价格压力及技能道路变化。
