文 | 半导体产业纵横开云体育
碳化硅已而就又火了。
几个月前刚刚央求歇业的 Wolfspeed,在重组打算被好意思王法院批准之后,于 9 月 11 日秘书 200mm 碳化硅材料家具厚爱开启商用。此前该家具仅向少数客户试供,如今面向市集全面放开。公司还同步推出可立即进行认证的 200mm 碳化硅外延片。
9 月 15 日,三星副总裁兼碳化硅业务团队负责东说念主洪锡俊示意,公司正专注于 8 英寸碳化硅功率半导体的研发。尽管尚未公布买卖化时候表,但他指出,三星正在力争"尽快"兑现碳化硅功率半导体的买卖化。
釜山市政府 17 日秘书,EYEQ 实验室在釜山机张的新总部和分娩设施已完竣。据报说念,该工场投资 1000 亿韩元,使韩国初度大约统统兑现 8 英寸 SiC 功率半导体的腹地化分娩。
同期,国内的碳化硅计划厂商,也皆有各自的阐明。
本年上半年的碳化硅市集,还曾深陷在"产能多余"与"价钱战"的泥潭。然而,如今的碳化硅似乎找到了新赛说念,有望兑现"丽都转型"。
碳化硅阅历了什么?
碳化硅,柳暗花明这半年
进入 2025 年,碳化硅产业濒临的中枢挑战是供给增长速率跨越了结尾需求的增速。在大家厂商的积极投资下,碳化硅衬底产能连忙扩大。据行业机构预测,2025 年,大家碳化硅衬底年产能预测将达到 400 万片,而同期的市集需求预测约为 250 万片。
显赫的供需失衡径直导致了市集价钱的强烈竞争。以主流的 6 英寸碳化硅衬底为例,其市集价钱在 2025 年内下落幅度跨越 40%,部分报价已靠拢很多分娩商的老本线。这一轮价钱下行反馈了行业在阅历前期高速增长后的周期性补救。
在此市集配景下,计划企业的沟通濒临挑战。行业涵养者之一的 Wolfspeed 公司即是一个典型案例。该公司在此前数年参预数十亿好意思元进行大范围产能推广,超越是向 8 英寸晶圆技艺进行前瞻性投资。然而,由于西洋市集电动汽车需求增速放缓、8 英寸晶圆在提高良率方面遭受技艺挑战,重叠大家市集强烈的价钱竞争,该公司的财务情状握续承压。2025 年 6 月,Wolfspeed 向好意思国德州南区歇业法院央求第 11 章歇业保护。
雷同的企业沟通窘境与政策补救,标识着碳化硅行业进入了一轮去产能和市集整合的阶段,多余的供给情状有望冉冉得到缓解。
在传统把握市集进入补救期之际,AI 范围为碳化硅带来了预念念以外的新机遇。9 月 5 日,据报说念,为提高性能,英伟达在新一代 Rubin 处理器的开发蓝图中,打算把 CoWoS 先进封装要领的中间基板材料由硅换成碳化硅。现在台积电邀请各大厂商共同研发碳化硅中间基板的制造技艺。英伟达第一代 Rubin GPU 仍会秉承硅中间基板,不外据该公司打算,最晚 2027 年,碳化硅就会进入先进封装。
碳化硅还被发现不错把握在数据中心中。5 月 20 日,英伟达秘书,该公司将最初向 800V HVDC 数据中心电力基础设施过渡,并与英飞凌和纳微达成了计划配合,意图进一步镌汰数据中心电源能耗。据报说念,此次电源架构的更动将需要秉承多数的碳化硅和氮化镓器件。
此外,碳化硅材料在 AR 眼镜范围的把握也在渐渐被市阵势发掘。
但是,为什么是碳化硅?
先进封装、数据中心与 AR 眼镜
先来看碳化硅在先进封装中的把握。
跟着东说念主工智能与高性能计较对算力需求的握续攀升,芯片遐想正濒临一个严峻的物理瓶颈:在 2.5D 等先进封装架构中,集结处理器中枢与高带宽内存的传统硅基中介层,已渐渐无法兴隆下一代芯片在散热与数据传输上的双重需求。
当单颗芯片功耗迈向 1000 瓦甚而更高时,其产生的巨大热量和对信号圆善性的极致条目,促使业界必须寻找性能更优厚的替代材料,而这就到了碳化硅的上风区间。
碳化硅最中枢的上风在于其超卓的的热管束本事。传统硅中介层的导热率仅约 150 W/m · K,面对巨大的热流密度时,散热效果低下,易导致芯片中枢温渡过高,从而激励性能降频或影响恒久可靠性。比拟之下,单晶碳化硅的导热率高达 490 W/m · K,是硅材料的三倍以上。
这意味着,秉承碳化硅当作中介层,大约将该组件从一个被迫的承载平台,弯曲为一个高效的"散热板",不错连忙地将芯片产生的蚁合热量均匀导出,显赫镌汰要道的责任结温,为处理器在极限功率下握续清醒运行提供了坚实的物理保险。
除了优异的散热性能,碳化硅在电气特质和结构遐想上也展现出巨大后劲。高频信号在密集的电路中传输极易受到寄生电感和信号串扰的影响,从而截止数据传输速率。碳化硅材料不仅具备优良的电绝缘性,还允许通过先进的蚀刻工艺制造出深宽比更高的垂直导通孔(Via)结构。
这种结构上风使得里面互连旅途不错遐想得更短、更密集,从而大幅削减截止数据传输速率的寄生电感,保证信号的圆善性。这最终弯曲为处理器与内存之间更快、更可靠的数据交换通说念,是兴隆 AI 把握海量数据隐隐需求的要道。
而碳化硅的热管束本事和电气特质也能把握在数据中心供电范围。现时数据中心发展的中枢瓶颈在于其中 AI 职业器巨大的能源耗尽。传统的 48V/54V 供电架构,在从电网到芯片的多级电压调度历程中存在显赫的能量损耗,导致效果低下且散热包袱千里重。为轻视此挑战,业界正推动一场向 800V 高压直流(HVDC)架构的更动,旨在简化供电链路、镌汰损耗。
在其中,碳化硅的上风在于其极高的电力调度效果。800V 新架构依赖于固态变压器(SST)和高压直流调度器等要道组件。在这些需要高频、高压开关的场景下,传统硅基器件(如 IGBT)的开关损耗巨大。而碳化硅 MOSFET 的开关能耗比前者低 20 倍以上,这意味着在每次电力调度时,更少的能量以热量的方式被滥用掉。这种特质不错将数据中心从机柜到职业器的举座系统能效提高数个百分点,灵验审时度势了巨大的运营电力老本。
同期,碳化硅的效果上风不错催生出更大的功率密度。由于自己损耗极低,碳化硅器件产生的废热大幅减少,从而极地面减弱了对其散热系统的条目。这使得电源供应器(PSU)等电力模块的体积和分量得以显赫缩减,功率密度兑现翻倍增长。在寸土寸金的数据中情绪柜中,更高的功率密度意味着不错在一样空间内为更多的 AI 加快器提供能源,径直提高了举座算力部署的效益。同期,碳化硅耐高压、耐高温的材料人性,也确保了所有 800V 电力系统在高负荷下的恒久运行清醒与可靠。
为此,不少碳化硅企业预测到 2030 年,800V 数据中心的固态变压器要领将为碳化硅器件创造约 5 亿好意思元 / 年的市集契机。与此同期,基于碳化硅的固态变压器还将在充电站、微电网等宽广范围兑现把握,据英国 CSA Catapult 估量,预测到 2030 年,固态变压器市集将以两位数的复合年增长率 ( CAGR ) 增长,仅英国就有跨越 50 万座变电站有望秉承碳化硅固态变压器进行升级。
此外,AR 眼镜亦然一个安妥碳化硅"大展拳脚"的范围。
现时,AR(增强实践)智能眼镜产业正迈向消费级普及的要道阶段,但其发展恒久受限于几大中枢技艺瓶颈:视场角(FOV)短促、图像易产生彩虹伪影、以及因高功耗导致的发烧和续航短等问题。这些挑战的根源,很猛进度上在于其中枢光学元件——波导透镜的材料截止。为此,业界正转向碳化硅。碳化硅具有超卓的光学特质与结构清醒性。AR 眼镜的千里浸感体验径直取决于视场角大小,而传统玻璃或树脂材料因折射率较低(约 1.8-2.0),若要兑现大视场角则镜片必须作念得又厚又重。碳化硅的折射率高达 2.6-2.7,能在单层、超薄的镜片上兑现 70 度以上的宽广视场角,从物理层面处罚了开导的粗重问题。同期,碳化硅领有仅次于钻石的超高硬度,这使其在纳米级光栅刻蚀历程中能保握极高的结构精度,灵验遏制了因材料形变或加工格外导致的彩虹伪影,显赫提高了成像质地。
其次,照旧凭借优异的热管束与电气效果,碳化硅有望处罚 AR 眼镜的功能性贫瘠。AR 开导中的 MicroLED 等微自大器为保证户外可见性,需要保管高亮度输出,但这会产生多数热量,影响元器件寿命和清醒性。碳化硅的导热率远超传统玻璃上百倍,可当作高效的散热基板,快速将自大中枢产生的热量传导出去。此外,碳化硅在电源管束单位中更高的调度效果,有助于延长开导续航,为兑现"全天候率领"的终极标的提供相沿。
国内厂商纷纷发力
而面对这些"将来可期"的市集,国内的碳化硅厂商当然也有所动作。
9 月 17 日,三安光电董事长林志强在公司线上功绩证明会上知道,在 AI/AR 眼镜范围,三安光电的 Micro LED 家具正与国表里结尾厂商配合作念决策优化,已从技艺考证迈向小批量考证阶段。
据先容,三安光电旗下湖南三安是国内为数未几的碳化硅全产业链垂直整合制造平台,产业链包括晶体滋长—衬底制备—外延滋长—芯片制程—封装测试,家具已闲居把握于新能源汽车、光伏储能、充电桩、AI 及数据中心职业器等范围。现在,湖南三安已领有 6 英寸碳化硅配套产能 16,000 片 / 月,8 英寸碳化硅衬底产能 1,000 片 / 月、外延产能 2,000 片 / 月,其 8 英寸碳化硅芯片产线已于 2025 年 Q2 兑现通线
9 月 11 日,天岳先进在互动平台示意,公司的碳化硅衬底可被闲居把握于功率半导体器件、射频半导体器件以及光波导、TF-SAW 滤波器、散热部件等卑劣家具中,主要把握行业包括电动汽车、光伏及储能系统、电力电网、轨说念交通、通讯、AI 眼镜、智妙手机、半导体激光等。公司的碳化硅衬底经客户制成电力电子器件,该等器件最终把握于诸如电动汽车、AI 数据中心及光伏系统等多范围的结尾家具中。
天岳先进开发于 2010 年,专注于碳化硅半导体材料研发与分娩。现在,天岳先进是大家少数大约兑现 8 英寸碳化硅衬底量产、最初兑现 2 英寸到 8 英寸碳化硅衬底的买卖化的公司之一,并于 2024 年 11 月大家首发 12 英寸碳化硅衬底。把柄尊府,按 2024 年碳化硅衬底的销售收入计,天岳先进是大家排行前三的碳化硅衬底制造商,市集份额为 16.7%。
9 月 9 日,晶盛机电发布投资者关连行为记载表公告称,公司碳化硅衬底材料业务已兑现 6-8 英寸碳化硅衬底范围化量产与销售,量产的碳化硅衬底中枢参数办法达到行业一活水平,并兑现 12 英寸导电型碳化硅单晶滋长技艺欺压,收效长出 12 英寸碳化硅晶体。同期,公司积极鞭策碳化硅衬底在大家的客户考证,送样客户范围大幅提高,家具考证阐明顺利,并收效获得部分海外客户批量订单。
晶盛机电开发于 2006 年 12 月,公司围绕硅、蓝坚持、碳化硅三泰半导体材料提供光伏和半导体产业链装备,并延长至化合物衬底材料范围。其主要家具包括种种晶体滋长炉和硅片加工开导。除此以外,晶盛机电还有半导体硅片材料的计划业务。
结语
据 Yole 预测,2027 年大家碳化硅功率器件市集范围将达到 62.97 亿好意思元;TrendForce 数据自大,其 2023 — 2028 年复合年增长率(CAGR)高达 25%;沙利文则进一步预测,2030 年大家碳化硅衬底端市集范围将增长至东说念主民币 664 亿元。
碳化硅的"转型"收效,无疑源于其材料特质对 AI、新能源等范围的适配。而新市集带来的需求,无疑也会激励国表里厂商的剧烈争夺。
这场预报了将来的好戏开云体育,才刚刚初始。