
今性格享的是:金元证券:碳化硅赋能AI财富:从芯片封装到数据核心的重心质料改革
金元证券宣告的《碳化硅赋能AI财富:从芯片封装到数据核心的重心质料改革》陈诉,体系分析碳化硅(SiC)正在AI财富的使用场景、商场领域、制作工艺及邦内财富体例,重心实质如下:
AI任职器单机柜功率从几十千瓦擢升至数百千瓦,对供电体系提出“胜过力、高功率密度、低损耗”需求,碳化硅仰仗耐高压、高频特质优、低损耗等上风,成为枢纽器件。
1. 电源供应单位(PSU):正在任职器电源前端AC-DC变换中,无桥图腾柱PFC等拓扑需高耐压开合器件,SiC MOSFET因1200V及以上耐压技能成为首选。2025年数据核心PSU商场领域估计达75亿美元,2030年将升至141亿美元(CAGR 15.5%),此中高于3kW的高功率PSU占比将达80%(115亿美元)。台达、光宝、华为合计攻克50%商场份额,且头部厂商均已推出SiC干系PSU产物,宽禁带模块排泄率将从2025年10%擢升至2030年24%(33.84亿美元)。
2. 固态变压器(SST):古代数据核心众级供电转换损耗高,SST可直接将10-35kV中压电转换为800V直流,简化配电链途。SiC模块正在SST高压AC-DC合键不成或缺,3.3kV或6.5kV SiC MOSFET模块可构修中压整流桥臂,完毕高效电能转换,英伟达、Delta等企业已推出干系SST样机。
3. 配电架构升级:数据核心从12V/48V低压直流向400V±/800V高压直流演进,谷歌、Meta等超大领域厂商已试点400V架构。SiC器件扶助高压直配,裁汰转换合键,维谛NetSure 9500等计划可扩展至600kW容量,低浸输电损耗。
高端GPU/AI芯片模块功耗达千瓦级,古代封装质料(硅、玻璃、有机树脂)正在散热、绝缘性上存正在瓶颈,碳化硅仰仗高热导、高绝缘特质成为潜正在处理计划。
1. 使用场景:一是举动芯片与热浸间的热界面质料(TIM2),室温热导率400-500W/m·K,比硅高3倍,可使GPU结温低浸20-30℃;二是代替硅中介层,半绝缘型SiC电阻率达10^8Ω·cm,裁汰信号串扰,适配GPU+HBM高速I/O需求。
2. 商场潜力:2025年环球CoWoS及类CoWoS封装产能估计达88.5万片(2024年42.6万片,CAGR 108%),若SiC一律代替TIM2与中介层,衬底及外延需求将为CoWoS产能的2倍(12英寸计)。目前面对12英寸晶圆量产、高密度流畅孔(TSV)刻蚀等工艺寻事,邦内天岳优秀已研制12英寸SiC衬底,激动技巧落地。
1. 制作工艺:衬底采用物理气相传输(PVT)法成长,需2000℃高温功课,坐蓐周期7-8天,北方华创攻克环球PVT配置61%商场份额;外延以化学气相浸积(CVD)为主,爱思强、ASM/LPE合计攻克62%外延配置商场,邦内北方华创、晶盛机电已推出干系配置。2024年碳化硅器件坐蓐配置领域达35.07亿美元,2026年将达峰值51.29亿美元,量检配置(2024年7.25亿美元)、外延配置(5.8亿美元)占比最高。
2. 衬底商场:导电N型衬底用量最大,8英寸衬底销量将从2024年4.61万片增至2030年70.4万片(CAGR 58%)。环球衬底商场聚合度高,Wolfspeed、天岳优秀、天科合达等五家企业占68%发售额(2024年),天岳优秀市占率16.7%,且领先研发12英寸衬底。
3. 器件商场:2024年环球碳化硅器件商场领域43.6亿美元,2030年将达229.45亿美元(CAGR 32%),意法半导体、安森美等海外企业合计占83%份额。邦内企业增速明显,芯联集成、三安集成2024年发售额同比诀别延长188%、55%,邦产代替空间广漠。
中邦举动新能源财富链大邦,碳化硅衬底市占率较高,但器件合键仍需冲破。环球财富链投资领域推广,邦内企业及外资正在华投资额约80亿美元,配置厂商依托邦产代替受益于产能扩张。技巧层面,邦内正在8英寸/12英寸衬底、外延配置等范围研发领先,天岳优秀、北方华创等企业造成技巧壁垒;使用端,除新能源范围外,AI数据核心、低空经济等新兴场景为碳化硅带来新增量,激动财富向笔直整合偏向发扬。