Workflow
材料汇
icon
搜索文档
AI算力爆发的幕后英雄:碳化硅的“供电”与“散热”双重材料变革(附45页PPT)
材料汇· 2025-09-30 20:21
文章核心观点 - AI服务器面临能源与散热危机,单机柜功率突破百千瓦,芯片功耗逼近千瓦,传统技术路径已达极限[2] - 碳化硅作为第三代半导体材料,正从供电和散热两个核心战场掀起变革,成为赋能未来AI产业不可或缺的核心材料[3] - 在供电战场,碳化硅功率芯片可将服务器电源电能转换效率推升至98%,解决AI集群高能耗问题[3] - 在散热战场,碳化硅封装基板凭借卓越导热性能,快速导出GPU巨量热能,解决性能瓶颈[3] - 碳化硅的渗透不仅是技术迭代,更是一场关乎未来算力成本与可持续性的关键博弈[3] AI服务器供电挑战与碳化硅机遇 - AI服务器供电系统面临效率、密度、功率的"不可能三角"难题,传统硅基器件触及物理极限[4] - 高功率PSU(>3kW)市场占比将提升至80%,服务器电源市场转向高门槛、高附加值的定制化蓝海[4] - AI训练负载是"同步"的,对供电系统动态响应能力要求极高,碳化硅MOSFET的快速开关特性可平滑电网级功率纹波[19] - 采用碳化硅方案可将效率从94%提升至98%,每100kW负载损耗从6kW降至2kW,并节省等效的散热成本[21] - 在AI数据中心,空间即算力,碳化硅可使功率密度从30 W/立方英寸提升至100 W/立方英寸,算力部署密度提升3倍以上[23] 数据中心供电架构演进 - 数据中心按功耗可分为企业级(1KW-500kW)、高性能计算中心(50KW-5MW)和超大规模数据中心(1MW-150MW,AI园区可达2GW)[7] - AI园区功耗达2GW,相当于大型核电机组输出功率,算力正成为新一代公共基础设施[15] - 数据中心配电电压正从12V向48V,再向400V/800V高压直流架构演进,以减少传输损耗[25] - 800V HVDC架构可重构数据中心供电系统,实现与可再生能源无缝对接并简化UPS,但需从基础设施层面进行顶层设计[29][30][31][33] - "Sidecar"方案作为过渡性解决方案,允许在机柜侧边增加模块,支持高功率机柜,单机架功率可扩展至600千瓦[37] 固态变压器的颠覆性价值 - 固态变压器(SST)是高频、智能、集成的电能路由器,可将10-35kV中压交流电直接转换为800V直流电[42] - SST通过"集中化"和"高频化"策略,将转换效率做得更高,并使碳化硅的价值密度从分散的PSU转移至集中的高价值SST模块[43] - 高频隔离变压器工作频率达数十kHz,其体积与频率成反比,可实现超高功率密度[43] - 头部电源厂商如台达已在2024年GTC展示SST样机,将其视为未来技术制高点[44] - SST方案将导致电源产业洗牌,传统PSU厂商需向上游SST和高压IBC技术转型[58] 碳化硅在芯片封装领域的应用 - AI芯片2.5D封装导致功率密度和热流密度急剧攀升,传统硅、玻璃中介层成为散热瓶颈[68] - 碳化硅中介层热导率达400-500 W/m·K,比硅高出约3倍,可使GPU结温降低20-30℃,散热相关成本降低约30%[66] - 碳化硅与硅芯片热膨胀系数接近,能大幅提升封装寿命和良率,其电绝缘性对HBM3/4高速信号完整性至关重要[69] - 若碳化硅完全替代传统中介层,其需求将是CoWoS产能的2倍,可能引发与车用市场争夺高质量衬底产能[5][72] - 碳化硅中介层产业化面临大尺寸薄板制造、切割研磨困难及TSV形成等挑战,需激光剥离等下一代加工技术[76] 碳化硅制造工艺与产业链 - 碳化硅产业成本结构中,衬底+外延占比远高于硅,降本核心在于降低衬底成本[81] - 衬底尺寸正从6英寸向8英寸迁移,8英寸衬底可用芯片数增加,能显著摊薄成本,其N型衬底市场年复合增长率达58%[82] - PVT法生长速率慢(<0.22mm/h)、耗时长达7-8天,是衬底高成本、低良率的主因,龙头厂商倾向于自建设备以控制品质[91][92] - 激光剥离等先进切片技术可将晶圆产出量提升约1.4倍,是降本的核心路径之一[95][96] - 碳化硅制造设备市场中,量测及检测设备规模最大、增长最快,凸显缺陷控制是产业核心痛点[111] 碳化硅市场竞争格局与国产化 - 全球碳化硅衬底市场高度集中,WolfSpeed、天岳先进、天科合达等前五家厂商占据68%份额[85] - 中国公司如天岳先进市占率从14.8%提升至16.7%,并展示12英寸样品,已进入全球竞争第一梯队[85] - 在碳化硅器件领域,意法、安森美、英飞凌等五大外企2024年市占率高达83%,国产替代空间巨大[129] - 国内厂商如芯联集成(增速+180%)、三安集成(+55%)正以数倍于行业的速度抢夺市场份额[129] - 中国已构建全球最完整的碳化硅产业链,国内投资约80亿美元,体现全产业链自主可控战略[131][140] 碳化硅市场应用与需求驱动 - 新能源汽车是碳化硅最大且最确定的驱动力,直至2030年仍将占据压舱石地位[122] - AI数据中心、低空经济等"新兴行业"成为独立的重要增长极,为碳化硅厂商提供客户多元化机会[122] - 800V平台BEV出货量占全部BEV近10%,预计2030年将提升至30%,对1200V SiC MOSFET产生刚性需求[122] - 碳化硅功率器件技术路线呈渐进式替代,从混合模块(Si-IGBT+SiC SBD)向全SiC模块演进[119] - 系统层面"混编"策略可在不同支路分别采用Si或SiC,实现系统级性价比最优化[119]
PEEK行业深度:市场稳步增长,汽车与机器人驱动未来需求(附29页PPT)
材料汇· 2025-09-30 20:21
PEEK材料性能优势 - 具备优异的机械特性、耐热等级高、耐腐蚀,且易于注塑成型、挤出成型和切削加工 [2] - 与多数特种工程塑料相比,PEEK在保持高刚性的同时兼具韧性,在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面表现全面 [2] - 相比通用金属材料,PEEK比强度大,是实现“轻量化”和“以塑代钢”的理想解决方案,且在绝缘性、耐化学性方面优于普通金属 [2][51] 全球及中国市场空间 - 2024年全球PEEK市场需求量为10,203吨,2022年全球市场规模为49亿元,预计2027年将增至84亿元 [3][37] - 中国PEEK需求量从2018年的1,100吨增长至2024年的3,904吨,年均复合增长率为23.5%,市场规模预计从2022年的15亿元增至2027年的28亿元 [3][37] - 全球PEEK消费集中在欧洲、美洲和亚太地区,中国已成为继欧美后的最大消费市场,且增速远超全球平均水平 [41] 下游应用场景 - 在汽车行业,PEEK用于制造发动机内罩、轴承、ABS阀、密封件等,满足轻量化需求,并广泛应用于传统燃油车和新能源汽车 [4][56] - 在航空航天、电子信息、能源工业及医疗健康等领域,PEEK凭借其耐高温、高纯度、生物相容性等特性,用于制造飞机零部件、晶圆载具、人工关节等高端产品 [55] - 新兴领域如人形机器人和低空经济为PEEK带来增量市场,PEEK替代铝合金可使机器人骨架减重40%,同时保持高刚性和抗弯强度 [5][66] 行业发展历程与竞争格局 - PEEK自1978年由英国ICI研发,经历产品研发、垄断发展(威格斯主导)及垄断瓦解(2005年后)三个阶段,中国厂商如中研股份于2014年实现产业化 [14][15][16][17] - 全球PEEK产能呈现“一超多强”格局,威格斯占全球产能约60%,索尔维、赢创及中研股份为主要参与者 [34][36][42] - 国产PEEK质量不断提升,逐步打破国外垄断,在价格上具备竞争力,国际市场售价为800-1,000元/公斤,国产产品价格显著更低 [35][36] 生产工艺与行业壁垒 - PEEK上游关键原材料为氟酮,每生产1吨PEEK需消耗0.7-0.8吨氟酮,其纯度直接影响产品质量 [18][22] - 生产工艺包括聚合反应、提纯、干燥、挤出等环节,技术壁垒高,涉及大量参数优化和工艺诀窍 [22][23][26][29] - 行业壁垒包括产能爬坡周期长(约2-3年)、验证周期长(如漆包线方案验证耗时7-11年),新进入者难以快速突破 [30][31] 重点公司布局 - 恒勃股份主业为汽车进气系统,成立合资公司聚焦PEEK等轻量化材料创新,已开展市场调研并与头部客户接触 [73][77][79] - 肇民科技具备PEEK材料产品开发经验,产品覆盖汽车、家电及机器人精密零部件,与全球知名客户合作 [80][83][85] - 宁波华翔深度合作智元,积极布局PEEK材料,切入人形机器人等新兴领域 [88][89]
AI算力的下一战,不在芯片在PCB:得其新材料者得天下(附投资逻辑)
材料汇· 2025-09-30 00:02
投资要点 - PCB技术从材料、工艺、架构三方面迭代升级,推动价值量持续增长,尤其在AI服务器、高速通信及汽车电子等下游需求驱动下向高密度、高电气性能方向发展[2] - 上游高端材料如M9/PTFE树脂、HVLP铜箔及低损耗石英布供不应求,成本上涨压力已传导至下游PCB环节[4][5][6] - 全球PCB市场在AI、数据中心及智能汽车需求驱动下稳健增长,预计2029年产值达947亿美元,2024-2029年CAGR为5.2%,其中中国大陆占比超50%[7] PCB技术演进 - PCB属于二级封装环节,为电子元器件提供支撑与互联功能,技术演进聚焦高线路密度和高电气性能[10] - 刚性板是应用最广泛的PCB类型,占全球市场规模48.85%,其中多层板占比38.05%[12] - 技术升级主要体现在材料(M9/PTFE树脂、HVLP铜箔、石英布)、工艺(mSAP/SAP实现10微米以下线宽/线距)和架构(CoWoP、正交背板、埋嵌式工艺)三大维度[18][19][20][22] - CoWoP封装方案直接去除ABF基板,将芯片直连PCB,对板面平整度、线宽/线距精度(需达15-20微米甚至10微米以下)及制造良率提出极高要求,显著提升PCB价值量[23][24][26] - 正交背板方案为满足224G SerDes传输需采用M9或PTFE等低损耗材料,对PCB电性能和可靠性要求更高[29] - 埋嵌式工艺通过将功率芯片嵌入板内,实现去散热器化与系统级降本,但需引入半导体级洁净室与IC工艺[32][34] PCB上游(树脂、铜箔、玻纤布) - 覆铜板是PCB核心基材,承担导电、绝缘与支撑功能,其性能直接决定信号传输速率与损耗,成本占PCB总成本的40%[39][46] - 覆铜板行业集中度高,2024年全球CR10达77%,建滔、生益科技、台光电子全球市占率分别为14.3%、13.6%、13.3%[41] - 树脂方面,为满足224G SerDes传输要求,PTFE及M9等级树脂成为下一代焦点,其超低Df/Dk值可显著降低信号损耗[51][54][56] - 铜箔方面,HVLP4/5产品凭借极低粗糙度(Rz≤0.4微米)成为高端关键材料,日本和中国台湾厂商主导高端市场,超薄铜箔需求因光模块与CoWoP平台激增,目前几乎由三井矿业垄断[60][62][63][64] - 玻纤布向Low-Dk、Low-CTE乃至石英布升级以满足更苛刻的Df/CTE要求,石英布介电损耗低至0.0001,未来需求将明显增加[66][68][71] - 2025年上半年铜、树脂及玻纤布价格普遍上涨,日东纺等龙头厂商提价20%,成本压力促使覆铜板厂商集体上调产品价格[6][71][72][73] PCB市场 - 全球PCB市场持续增长,2024年产值预计为735.65亿美元,2029年预计达946.61亿美元,2024-2029年CAGR为5.2%[77] - 按产品类型分,高多层PCB占总市场规模近四成,HDI与封装基板2024-2029年CAGR分别为5.7%和6.7%,高于其他品类[79][80] - AI及高性能计算领域增长强劲,2024年全球PCB市场规模达60亿美元,预计2029年增至150亿美元,2024-2029年CAGR高达20.1%[83] - 2025年1-7月台股PCB累计营收同比增长14.2%,CCL累计营收同比增长11.7%,行业景气度持续回升[84][86] - 需求端海外云厂商资本开支大幅提升,2025年第二季度谷歌、亚马逊、Meta、微软、苹果、Oracle合计资本开支1015.63亿美元,同比增长76%[88] - 供给端国内PCB厂商如深南电路、胜宏科技、鹏鼎控股等积极在东南亚及国内扩产,以应对旺盛的算力需求[90][91][93] 国内PCB公司 - 中国PCB行业已形成完整产业链布局,从基础原材料到最终产品均实现本土覆盖,具备显著产业协同优势[15] - 深南电路、鹏鼎控股、东山精密、兴森科技等为中游制造环节代表企业,各公司在不同PCB类型中具有差异化竞争优势[15] - 多数PCB厂商纷纷向东南亚等地建厂扩产,如深南电路在泰国投资12.74亿元布局高多层和HDI,胜宏科技在越南投资2.6亿美元建设高多层板和HDI产能[91] - 在封装基板领域,大陆企业如深南电路、兴森科技等正加速向高端逻辑芯片基板领域拓展,技术水平逐步接近国际先进水平[141] 总结与展望 - PCB技术持续向高密度、高性能升级,材料、工艺和架构的突破推动价值量提升,并与先进封装深度融合[3] - AI服务器、高速交换机、汽车电子等下游应用驱动PCB需求增长,尤其高层数、高速材料产品单板价值量显著提升[97][103][111] - 上游高端材料供需紧张格局短期难以缓解,成本上涨压力将持续传导至下游,推动行业技术迭代和集中度提升[74] 投资逻辑详解 - AI服务器推动PCB层数增至18-22层,并采用Ultra Low Loss级CCL材料,18层以上PCB单价约为12-16层的3倍[97] - 交换机速率向800G/1.6T升级,推动光模块PCB向超低损耗基材和CPO集成方向发展,未来1.6T速率需采用石英布等高端材料[104][106][109] - 服务器电源因AI服务器功率密度提升而迎来新机遇,AI服务器机柜功率达140kW以上,带动PCB需提升铜厚、嵌入功率模块并采用高导热材料,2026年ACDC电源PCB市场规模预计达40亿元[116][125][130] - 封装基板市场持续向高密度、大尺寸方向迭代,预计2027年全球规模达240亿美元,FC-BGA基板需支持高密度布线、大尺寸及高层数互连[136][138]
2025极端环境防护材料会议暨产业展览会
材料汇· 2025-09-30 00:02
会议概况 - 会议名称为2025极端环境防护材料会议暨产业展览会,将于2025年12月11日至13日在南通开发区举办 [2][6][22] - 会议核心定位为“技术对接、产业协同、标准共建”,旨在整合政产学研用资源,搭建“需求-技术-市场”闭环对接平台,推动关键材料从实验室走向工程化落地 [6] - 会议将四大国家级工程需求(空天、核电、油气、船舶)压缩至48小时,让材料企业一次见齐四大领域的采购决策者 [6] 组织机构 - 主办单位包括江苏省船舶与海工装备技术创新中心、长三角海上风电智能运维创新联盟、江苏科技大学海洋资源开发技术创新研究院、上海产业合作促进中心、上海市新材料协会 [2][37] - 联合主办单位包括中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料全国重点实验室、自然资源部极地工程技术创新中心等国家级科研机构 [2][37] - 承办单位为上海沛源智启信息科技有限公司(能链311),协办及支持单位涵盖检验检测、腐蚀科学等领域专业机构 [2][37] 核心议题与细分领域 - 空天领域聚焦航空发动机热端部件、高超声速飞行器热防护系统、航天器再入放热结构、空间辐射防护结构、低温推进剂贮箱及航空结构轻量化部件等 [14] - 核电领域主要聚焦后期运维市场,截至2030年,在役加新投入总计85台机组将进入10-30年大修期,议题覆盖反应堆压力容器、蒸汽发生器传热管、燃料包壳材料、核废料贮存处理材料等 [14] - 船舶领域聚焦存量船延寿市场,因新建船市场封顶及极地深海法规趋严,议题包括极地船舶、深海作业船舶、LNG运输船与低温燃料动力船、军用舰艇等 [16] - 海洋油气领域聚焦后市场运维,海上在役油气平台已超200座,覆盖水下生产系统、海底管道与立管、钻井平台关键部件及FPSO船体系泊系统等运维需求 [16][17] 技术研讨重点 - 空天议题包括潜力新材料在先进航空结构中的应用、先进复合树脂基新型复合增强材料、镁锂合金在结构件应用、固体润滑材料、聚酰亚胺材料、高温合金材料等最新进展 [14] - 核电议题包括核能材料应用领域发展现状、适用于核电站的高性能合金材料、核级焊接材料、国产大锻件材料新进展、自修复功能核电防护涂料技术、超高性能混凝土应用等 [14] - 船舶议题包括船用新材料技术发展及碳减排贡献度分析、我国船舶工程材料技术发展重点、极地船舶用超低温抗脆裂复合材料、抗冰层摩擦与极寒交替环境表面材料设计等 [16] - 海洋油气议题包括万米级深海采油管材的超高强韧合金设计、深海柔性立管复合材料动态疲劳寿命预测、超深水环境下密封材料长期稳定性、北极油气平台用低温抗脆裂钢焊接技术等 [17] 参会嘉宾与机构 - 已确认嘉宾包括中国工程院院士于俊崇、加拿大皇家科学院院士程玉峰、挪威科学技术院院士白勇等近20位行业权威专家 [9][10] - 需求方包括中国船舶集团第七〇二研究所、上海核工程研究设计院有限公司、中国船舶集团第七二五研究所、上海中车艾森迪海洋装备有限公司等核心采购单位 [12] - 会议将邀请来自空天、核电、船舶、海洋油气的80家采购方发布2025年度采购需求清单,并为企业提供一对一需求匹配服务 [12][18] 会议形式与特色活动 - 会议设立四大主题展区:空天突破区、核能创新区、深海攻坚区、军民融合区,并设有科技创新成果汇报展专区 [7][18] - 特色活动包括“1+N需求对接会”,即1个需求方对接N个供应商,以及分会擂台技术辩论,由需求方担任专家团,多方供应商进行技术辩论并由需求方投票选择支持方案 [12][18][29] - 其他活动包括听“我”说行业权威专家深度会话、晚宴颁奖典礼,颁发技术创新先锋奖、产品应用典范奖、行业标杆引领奖等企业奖项及新锐先锋人物奖、科研杰出贡献奖等个人奖项 [19][20][24][25][26][28] 目标参会群体 - 覆盖业主/运营商(核电业主、海洋油气田、船舶船东、空天主机/卫星星座运营商等)、总包/工程公司、设计院所及咨询机构 [30][31] - 材料研发及制造商涵盖超高强韧钢/合金、复合材料、功能涂层与涂料、绝热/保温/密封材料、特种焊接材料、自修复/智能材料等细分领域 [31] - 同时吸引腐蚀防护及监测系统供应商、检测认证及标准化机构、仿真数字孪生与数据服务商、资本保险与产业园区、学术教育与媒体等全产业链参与者 [31][32]
薄膜沉积设备国产化破局:新工艺驱动下的战略突围与投资展望(附85页PPT)
材料汇· 2025-09-28 22:29
行业背景与市场格局 - 美国BIS在2024年12月修订出口管制条例,针对高深宽比结构和新金属材料(如钌、钼)的尖端薄膜沉积设备实施新管控,将中国半导体产业链锁定在中低端环节 [2] - 芯片结构根本性变革重塑薄膜沉积设备市场格局,为国产厂商提供换道超车窗口 [3] - 薄膜沉积设备占芯片制造设备资本开支70%-80%,其重要性随制程先进化呈指数级增长:90nm工艺需约40道工序,3nm工艺激增至超100道工序,薄膜材料从6种增至近20种,薄膜颗粒控制要求从微米级跃升至纳米级(≤5nm) [3] - 2023年中国薄膜沉积设备市场规模达479亿元,但国产化率仍低于25% [6][7] - 中国大陆连续五年成为全球最大半导体设备市场,2024年销售额达495.5亿美元,占比42% [55][62] 薄膜沉积设备国产化现状 - 国内薄膜沉积设备主要厂商包括北方华创、拓荆科技、中微公司、盛美上海、微导纳米、晶盛机电 [7][58] - 其他设备国产化率:光刻机<1%、刻蚀设备>25%、量测设备<5%、清洗设备>30%、CMP设备>30%、离子注入机<10% [7][58] - 全球薄膜沉积设备市场高度垄断,应用材料、泛林集团、TEL等国际巨头占据主导地位:CVD市场CR3达70%,PVD市场应用材料占比85%,ALD市场ASMI和TEL合计占比75% [72][76] 技术演进与创新方向 - 芯片制造从2D平面走向3D立体,驱动薄膜沉积设备技术重心与市场结构变革 [9] - PVD技术通过离子化升级应对高深宽比结构,国产PVD设备已实现逻辑/存储芯片金属化制程28nm至3nm节点全覆盖,并在钨栓塞黏附层(钛离子PVD)和隔离层(氮化钛CVD)等关键工艺批量应用 [10][11] - PECVD占薄膜沉积设备市场33%,因其低温沉积(400℃ vs LPCVD 700℃)特性适配28nm以下节点介质薄膜要求 [13][87] - 专用CVD成为突破利器:HDPCVD通过"沉积-刻蚀-沉积"循环实现高深宽比(<5:1)沟槽无孔洞填充,是3D NAND层数突破关键;SACVD在次常压环境下通过臭氧/TEOS反应实现<7:1深宽比填充,是45nm以下逻辑电路制造关键 [15][16] - ALD需求受三大引擎驱动:逻辑芯片GAA结构需要沉积High-K栅介质(如HfO₂)、金属栅极(如TiN)及内侧墙Low-K介质;DRAM电容深宽比达100:1,需均匀填充ZAZ电介质叠层;3D NAND千层堆叠使ALD设备需求增长7倍以上 [19][20][22][26] - 国产ALD设备已在28nm产线实现High-K介质沉积,并在存储芯片钨填充、DRAM电容结构等细分领域批量应用 [24] 国产厂商发展策略 - 采用差异化切入策略:在巨头垄断的通用型PECVD市场,从3D NAND所需HDPCVD、SACVD等专用设备切入;在逻辑芯片金属栅极竞争红海,聚焦存储芯片钨沉积应用 [25] - 技术卡位下一代工艺节点:提前布局PEALD和Thermal ALD,在GAA、3D DRAM等新兴结构研发中与晶圆厂共同开发工艺 [27] - 平台化延伸提升客户粘性:从单一PVD或CVD设备向PVD/CVD/ALD/外延/电镀全产品线扩展,提供一站式解决方案 [27] - 产业链协同创新:设备厂商与上游材料、零部件企业(靶材、前驱体、射频电源)联合攻关,实现整体解决方案性能提升 [27] 投资逻辑与关键赛道 - 投资核心逻辑是寻找能在特定先进工艺窗口实现闭环而不仅是单机替代的公司 [28] - 关键赛道包括:ALD集成商(具备PEALD与Thermal ALD双线能力并能提供工艺配方)、专用CVD专家(在HDPCVD、FCVD等填充工艺具有know-how积累)、前驱体与材料伙伴(共同开发新型High-K材料、金属有机前驱体) [29][30][31] - 延伸投资机会:量测与过程控制设备(晶圆缺陷检测、薄膜量测)、集成式解决方案(沉积+刻蚀+退火多工艺集成)、技术可迁移性(从光伏、显示、功率器件向集成电路迁移) [32] - 核心零部件卡脖子环节:等离子体源/射频电源(技术壁垒极高)、真空系统与部件、精密陶瓷件(静电吸盘、气体分配盘) [34][35][36] - 零部件投资视角:验证壁垒形成护城河、平台型零部件公司(横跨沉积/刻蚀/离子注入等多类设备)、材料-部件一体化公司(掌握特种陶瓷材料到精密加工全流程) [36][37] 产能与需求增长驱动 - 全球晶圆厂产能稳步增长,25Q1产能达4270万片/季度(约当12英寸),半导体Capex在24Q3反弹后预计25Q1同比增长16%,其中WFE季度支出达260亿美元 [51][62] - 2018-2025年全球新建晶圆厂项目171座,中国大陆占74座(43%),其中53座为12英寸项目 [68] - 以中芯国际产线为例,薄膜沉积设备数量占比约20%,12寸产线占比更高(23.74%) [66][67][69] - 工艺进步驱动设备需求:3D NAND层数从128层向1000+层迈进,薄膜沉积设备占产线资本开支比例从2D时代18%增长至3D时代26% [81][86]
碳陶制动盘在小米SU 7和BYD仰望U7的应用:下一个汽车“标配”?
材料汇· 2025-09-28 22:29
碳陶制动盘发展趋势 - 碳陶制动盘向轻量化、耐高温化、高性能化方向发展,满足新能源车对制动系统升级的需求 [3] - 新能源车加速电动化、智能化与高端化演进,高性能车型需求从动力输出转向全维度驾控体验升级 [7] - 制动盘作为制动系统核心部件,通过摩擦力将动能转为热能实现制动,碳陶材料解决传统材料热衰退痛点 [13][19] - 碳陶制动盘以碳纤维为增强体、碳化硅陶瓷为基体,比重不到钢的1/4,抗拉强度为钢的7-9倍,可耐受1650℃高温,使用寿命达50-100万公里 [19] - 簧下减重优势显著,一对380mm碳陶制动盘重量12kg,较灰铸铁制动盘32kg等效减重100kg,提升新能源车续航25km [20] - 碳陶制动盘分为短纤盘和长纤盘,短纤盘成本低制备快但韧性有限,长纤盘强度高但成本高制备周期长 [22][23] 产业链分析 - 产业链分为上游原材料供应与设备、中游制造加工、下游应用三个环节,覆盖航空航天、汽车、轨道交通等领域 [29] - 上游原材料成本占比超40%,碳纤维为最大单项成本,高纯度碳化硅占原材料成本约40% [32] - 中游制造工艺中高温处理环节成本占比50%以上,高能耗设备推升电费与维护费用 [32] - 碳纤维行业处于成长期向成熟期过渡阶段,2024年中国碳纤维运行产能150,130吨,全球占比48.6%,T300级价格从2015年200万元/吨降至2023年80-100万元/吨 [36] - 碳纤维需求从2017年不足3万吨提升至2024年8万吨,7年总增长率超160%,2024年国产化率升至80.46% [38] - 中游国际厂商如Brembo、Surface Transforms主导,中国四类公司加速切入:专业碳基材料制造商、航空技术转化企业、传统制动系统供应商、多元化材料集团 [44] 市场空间预测 - 预计2026年中国新能源车碳陶制动盘市场空间73-115亿元,其中30-40万车型渗透率20-30%,40万以上车型渗透率30-40% [54] - 预计2030年全球飞机碳陶制动盘市场空间约20.3亿美元,2024年价值14.5亿美元,年复合增长率5.7% [55][57] - 波音公司预测未来20年中国需要6,810架新飞机,总价值1.025万亿美元,2035年民航碳陶制动盘新增总需求约24.0万盘 [60][61] - 飞行汽车(eVTOL)标配碳陶制动盘,中国低空经济规模2030年有望达2万亿元,飞行汽车规模约5000-6000亿元 [68] 国产替代进程 - 中国厂商复用碳碳复合材料技术链实现弯道超车,长纤维工艺材料性能优于海外主流方案 [72] - 深度降本策略通过原材料国产化、高效致密化工艺、自动化生产与供应链垂直整合实现 [78] - 技术标准化与法规加速碳陶制动盘放量,欧盟"绿色协议"和美国IRA法案对汽车减排提出更高要求,中国"双碳"战略推动轻量化发展 [86][87] - 欧7标准首次将制动颗粒物纳入监管,碳陶制动盘凭借粉尘排放减少90%的优势成为合规方案 [87] 投资标的分析 - Brembo为全球碳陶制动系统龙头,市占率超60%,技术壁垒源自航空航天碳陶制动技术,2024年亚洲市场增长强劲,中国销售额增长7.7% [89][90][101] - 金博股份是中国领先碳陶制动盘供应商,光伏热场市占率超50%,建成全球首个年产40万盘自动化生产线,产品应用于小米SU7 Ultra [103][104] - 天宜新材是中国高铁制动材料龙头,独创针刺-熔渗复合工艺,产品孔隙率控制在5%以下,获得头部新能源车企3个重点车型定点 [110][111] - 金麒麟专注摩擦材料及制动产品,2022年与布雷博成立合资公司,2024年海外营收占比87.12%,覆盖欧美70余国 [117]
【重磅】院士战略思考:迈向电子陶瓷强国,我们缺什么?怎么干?(划重点)
材料汇· 2025-09-27 23:57
国际电子陶瓷产业技术发展现状与趋势 - 日本和美国处于全球电子陶瓷产业领先地位 日本占据世界电子陶瓷市场50%以上份额 美国在基础研究和军事应用领域优势显著[4] - 多层陶瓷电容器(MLCC)全球市场规模达百亿美元 年增长率10%-15% 日本村田、京瓷、太阳诱电及韩国三星电机为全球主要生产企业[6] - MLCC技术向小型化、大容量、薄层化发展 日本企业已实现单层厚度1μm 顶级企业研发水平达0.3μm 主晶相钛酸钡颗粒尺寸需细化至80-150nm[7][8][9] - 片式电感器全球年需求量约10000亿只 年增10%以上 日本产量占全球70% TDK-EPC、村田和太阳诱电合计占全球市场60%[10] - 微波介质陶瓷领域日本占据优势地位 美国重点发展非线性及高介电常数材料 欧洲侧重固定频率谐振器材料[14] - 半导体陶瓷中热敏和压敏陶瓷产值最高 日本村田、美国威世、德国爱普科斯等企业年产量合计占全球60%-80%[15] 中国电子陶瓷产业发展现状 - 中国为无源电子元件产量大国占全球40%以上 但产值不足全球25% 高端元件依赖进口[2] - 高端电子陶瓷材料市场被日本企业垄断 国内材料多用于中低端产品 科研成果转化存在原材料、装备及稳定性瓶颈[17] - MLCC产量一半以上由外资和合资企业占据 高性能陶瓷粉体、电极浆料及生产设备依赖进口 中国占全球MLCC消费量一半以上[19][20] - 片式电感器产量约占全球20% 深圳顺络电子具国际竞争力 但通信和汽车电子领域元件被日韩及台湾企业垄断[21][22] - 压电陶瓷企业以中小企业为主 产品结构低端 产业技术水平和竞争力待提升[24] - 微波介质陶瓷企业包括武汉凡谷、大富科技等 但与国际企业在技术、品种和规模上存在差距[25] - 半导体陶瓷以外资和民营企业为主体 外资主导高端市场 民营企业工艺落后且产品线单一[26] 电子陶瓷材料技术需求 - 电子陶瓷需满足宽带化、小型化、集成化发展趋势 材料需实现细晶化、功能多样化及电磁特性高频低损耗化[28][29] - 亟需发展纳米晶材料制备技术、超薄陶瓷膜成型工艺等小型化/微型化关键技术[30][31] - 5G/6G技术推动通信频段向毫米波演进 需发展适应更高频段的超低损耗介质陶瓷材料[32] - 无源集成技术依赖LTCC平台 需突破各类功能陶瓷材料及其共烧技术瓶颈[33][34] - 需开发具有电、磁、光、热耦合行为的多功能陶瓷材料系统及极端环境稳定材料[35][36] - 能源领域需突破固体燃料电池等电子陶瓷材料 物联网发展催生新型敏感陶瓷材料需求[37] 产业发展问题与战略路径 - 社会重视程度不足 缺乏政策支持与高水平人才 研发力量薄弱[40] - 研究成果转化机制不完善 材料、工艺、元器件研究脱节 产学研协作不足[41][42] - 产业链支撑不完善 工艺设备及技术标准依赖国外 原材料稳定性与国外存在差距[43] - 高端工艺装备以进口为主 龙头企业技术水平与国际知名企业存在较大差距[44] - 战略目标为2025年技术水平接近美日 2035年成为全球高端电子陶瓷主要来源地[47] - 重点发展MLCC材料与元件、片式感性元件、敏感元件、压电陶瓷及微波介质陶瓷等领域[49][50][51][52][53][54] - 无源集成以LTCC技术为主 需突破系列化电磁介质材料、关键制备工艺及模块设计测试方法[55][56][58][59][60] 政策建议 - 将无源元件及电子陶瓷材料纳入国家半导体产业发展战略 设立专项研发计划并扩展优惠政策[63] - 增加研发投入 建立产学研结合机制 强化材料研究与器件应用研究的协同[63] - 统筹规划产业链 强化高稳定性原材料供应链 开展高端装备研发与标准建设[63]
未来航母对新材料的需求
材料汇· 2025-09-27 23:57
点击 最 下方 关注《材料汇》 , 点击"❤"和" "并分享 添加 小编微信 ,寻 志同道合 的你 正文 9月25日下午,国防部举行例行记者会,国防部新闻发言人张晓刚大校答记者问时表示,近日,歼-15T、歼-35和空警-600舰载机在福建舰上成功 实施弹射起飞和着舰训练,标志着福建舰具备了电磁弹射和回收能力,为后续各型舰载机融入航母编队体系打下良好基础,在我国航母建设发展历 程中具有里程碑意义。 未来航母作为海上作战平台的核心装备,对材料性能的要求将呈现多维度、高标准的特征,主要体现在以下几个方面: 1. 轻量化与高强度 碳纤维复合材料: 因其强度比钢大、密度比铝小,且耐腐蚀、耐高温,将成为航母甲板、舰体结构的关键材料。例如F-35战机通过35%的碳纤维 复合材料实现减重。 金属3D打印拓扑优化: 通过拓扑优化设计实现部件轻量化,同时保持结构强度。美国陆军已用该技术制造坦克车体,成本降低且性能提升。 金属玻璃(非晶合金) : 具有极高的强度和弹性极限,耐磨耐腐蚀, 非常适合制造对疲劳寿命和精度要求极高的部件,如 高性能弹簧、紧固件和轴承 ,能在减重的同时显著提升设备的可靠性和寿命。 。 连续纤维增强热塑性复合 ...
国内材料巨头入主掩模版,空白掩模有望国产化(附投资逻辑)
材料汇· 2025-09-26 21:03
文章核心观点 - 聚和材料以3.5亿人民币收购SKE空白掩模业务,进军半导体核心材料领域,提升国产化能力 [2][13] - 空白掩模是光刻工艺关键材料,目前国产化率极低,市场由日韩企业垄断 [2][4] - 国内半导体材料市场空间达135亿美元,掩模版占比12%,空白掩模细分市场约14-15亿人民币 [7][9][11] - 收购标的SKE专注于DUV高端空白掩模产品,已通过多家掩模厂验证,覆盖韩国、中国大陆及中国台湾市场 [16] - 聚和材料计划通过技术吸收、产能扩张和客户拓展实现国产化与全球化布局 [14] 空白掩模产品与市场 - 空白掩模是光掩模版的原材料,用于半导体光刻工艺,直接影响下游制品优品率 [3] - 全球空白掩模市场被日韩企业垄断,日本Hoya、雷越和韩国S&S Tech、SKC为主要参与者 [4] - 2024年中国光掩模版市场空间约72亿人民币,空白掩模细分市场约14-15亿人民币 [9][11] - 空白掩模在掩模版成本结构中占比60%,掩模版毛利率约40% [11] 半导体材料市场空间 - 2024年全球半导体材料市场约675亿美元,中国大陆占比20%达135亿美元 [7] - 晶圆制造材料占半导体材料的63.6%,光掩模版在晶圆制造材料中占比12% [7][9] - 中国大陆半导体材料规模从2019年87亿美元增长至2021年119亿美元,年复合增长率16.95% [53] 收购细节与战略规划 - 聚和材料出资680亿韩元(约3.5亿人民币)收购SKE空白掩模业务,包含土地、厂房、专利等资产 [13] - 收购后公司将通过激励措施绑定韩国核心技术人员,并计划在中国大陆扩大产能 [14] - SKE产品覆盖DUV-ArF和DUV-KrF光刻节点,适用于130nm-65nm制程工艺 [16][17] - 聚和材料资金储备充裕,2025年上半年货币资金及交易性金融资产约20亿元 [17] 掩模版行业技术格局 - 半导体掩模版中晶圆厂/IDM厂自供占比65%,第三方厂商以日本Toppan(31%)、美国Photronic(29%)、日本DNP(23%)为主 [4] - 掩模版制造需光刻、显影、蚀刻等复杂工艺,130nm以下制程需电子束光刻技术 [28][50] - 关键参数包括最小线宽(≤0.5μm)、CD精度(≤0.02μm)和套刻精度,直接影响产品良率 [31] - 国产掩模版企业目前集中于350-130nm成熟制程,高端产品依赖进口 [87][89] 国产化进展与挑战 - 中国半导体光掩模版国产化率约10%,高端产品国产化率仅3% [89] - 掩模版核心原材料石英基板和光学膜国产化率低(石英5%,光学膜0%),依赖日本、韩国进口 [39] - 美国出口限制将250nm及以下制程掩模版纳入清单,推动国产替代加速 [66] - 国内企业如路维光电、清溢光电已实现180nm制程量产,并规划向28nm先进制程突破 [87][116]
光刻技术与光刻胶材料的进展与未来趋势(附72页报告)
材料汇· 2025-09-25 21:47
点击 最 下方 "在看"和" "并分享,"关注"材料汇 添加 小编微信 ,遇见 志同道合 的你 正文 内容摘要 综述了光刻技术从 20 世纪 50 年代平面工艺到 21 世纪 极紫外光刻( EUVL ) 的发展历程 重点 解析了 深紫外光刻( DUVL ) 、 电子束光刻( EBL ) 、 纳米压印光刻( NIL ) 等传统与新型技术的核心参数 (如 EUVL 的 13.5nm 波长、 5nm 及以下工艺节点) 详解了 光刻胶的核心成分(成膜树脂、光引发剂等)、分类(正性 / 负性、化学放大 / 非化学放大) 及 分子玻璃光刻胶 、 量子点光刻胶 等特殊类型 , 分析了 光刻技术与光刻胶的性能优化策略(如提高分辨率、机械性能) ,指出当前 面临的分辨率极限、成本高昂及环境影响 三大挑战, 并展望了 跨学科合作 、 智能化光刻 和 多功能集成 的未来方向,其中 EUVL 已在 2019 年实现大规模应用,成为先进半导体制造的核心技术。 文章思维导图 (旋转 90 °阅读) | :4 农需员芯翁型高主勤IA 网郑w | | | --- | --- | | :星际本 ○ 木克に天子 备到基 | 翅去一郎ぼ←共同←湯 ...