半導體與半導體生產設備行業深度報告：新舊動能切換供給競爭轉勢，碳化硅襯底進擊再成長.pdf

半導體與半導體生產設備行業深度報告：新舊動能切換供給競爭轉勢，碳化硅襯底進擊再成長。

AI 浪潮新瓶頸：性能與散熱的約束困境

算力需求爆發式增長正遭遇三重剛性約束：經濟層面，制程升級對應晶圓成本不斷增加，設計 投入也在持續提升，投入產出比惡化；技術層面，晶體管微縮逼近原子尺度，量子隧穿與漏電 效應凸顯，單線程性能增長速度逐步放緩；性能層面，多核堆疊雖提升算力總量，卻導致 GPU 功耗普遍突破 400W，未來整體功耗或將逐步突破千瓦大關，局部熱流密度劇增帶來的“功耗 墻”成為制約頻率提升與長期穩定性的核心瓶頸。先進封裝在提升集成密度的同時，進一步放 大散熱挑戰，熱量積聚引發動態降頻、封裝翹曲及可靠性風險，倒逼產業將熱管理從輔助環節 升維至系統級創新核心，性能與散熱的動態平衡已成為 AI 硬件迭代不可逾越的關鍵分水嶺。

碳化硅：從新能源域降維而來的散熱材料

碳化硅歷經新能源汽車、光伏逆變器等高可靠性場景十年驗證，其材料基因正高效“降維”賦 能算力散熱：熱導率 4.9 瓦每厘米開爾文（約為硅的 3 倍）、低熱膨脹系數與高楊氏模量，使 其在中介層應用中兼具卓越導熱性與結構穩定性；激光輔助通孔技術可精準構建高縱橫比三維 熱通道，顯著優化熱流路徑；應力測試證實其在徑向應力與軸向應變控制上全面優于硅基方案。 相較金剛石（熱導率 10 瓦每厘米開爾文），碳化硅規避了生長速度慢（每小時僅 1–2 微米）、 加工成本高、摻雜工藝難等產業化障礙，依托 6–8 英寸晶圓成熟產線與工藝兼容性，實現“性 能-成本-量產”三角平衡，技術遷移風險低，產業化路徑清晰可行且具備規?；涞鼗A。

算力高增+擢升在即，碳化硅市場進擊再成長

碳化硅產業迎來“需求擴容+供給重構”歷史性拐點：需求端，AI 芯片散熱催生全新增量市場 ——臺積電 CoWoS 產能 2026 年將達 100 萬片每月，若 30%采用碳化硅方案，潛在空間超 10 億美元；疊加新能源基本盤穩健增長，行業進入雙輪驅動高增通道。供給端，國內頭部企業率 先突破 12 英寸襯底全品類研發與中試驗證，產能規劃加速落地；而海外龍頭 Wolfspeed 因持 續巨額虧損進入破產重組，全球供應鏈主導權加速向中國轉移，同時經歷多年競爭，國內供給 格局更為清晰。在此格局下，具備技術壁壘、垂直整合能力與客戶深度綁定的龍頭企業，將充 分攫取“算力β+國產α”雙重紅利，推動碳化硅從材料供應商躍升為算力基礎設施核心賦能者。