行业趋势：AI与HPC驱动散热管理成为核心竞争力 - 全球半导体产业进入由人工智能和高效能运算驱动的新时代，散热管理正成为影响芯片设计与制程突破的核心瓶颈 [2] - 先进封装架构如3D堆叠和2.5D整合持续推升芯片密度与功耗，使传统陶瓷基板难以满足热通量需求 [2] - 散热管理已从“辅助技术”升格为“竞争优势”的关键 [2] 公司战略：台积电转向碳化硅基板 - 台积电正全面拥抱12英寸碳化硅单晶基板，并逐步退出氮化镓业务，此举象征公司在材料战略上的重大调整 [2][4] - 公司预计于2027年前逐步退出氮化镓业务，将资源转投碳化硅领域 [4] - 凭借在12英寸晶圆制程的深厚经验，台积电推动以大尺寸单晶碳化硅取代传统陶瓷基板，能在既有产线导入新材料，兼顾良率与成本优势 [3] 材料特性：碳化硅的散热优势与应用潜力 - 碳化硅具有优异热导率，可达约500W/mK，远高于常见陶瓷基板如氧化铝或蓝宝石 [2] - 碳化硅结合了高热导率、强机械性与抗热冲击性，在2.5D与3D封装架构中展现出独特优势 [4] - 相比氮化镓在高频应用的优势，碳化硅在热管理的全面性与可扩展性更符合长远布局 [4] 技术挑战与解决方案 - 对12英寸大尺寸晶圆而言，翘曲与变形是关键课题，因其直接影响芯片贴合与先进封装的良率 [3] - 业界焦点已从“消除电性缺陷”转向“确保体密度均匀、低孔隙率与高表面平整度”，这些是高良率量产碳化硅散热基板的前提 [3] - 碳化硅在切片、抛光与平坦化上仍面临挑战，但台积电的既有设备与封装工艺能力有望克服障碍，加速量产落地 [5] 应用拓展：碳化硅超越功率元件 - 台积电正推动碳化硅跨入新应用，例如导电型N型碳化硅作为散热基板在高效能处理器、AI加速器中承担热扩散角色 [5] - 半绝缘型碳化硅可作为中介层，在芯片分割与chiplet设计中提供电性隔离与热传导兼顾的解决方案 [5] - 碳化硅不再只是“电力电子的代名词”，而是将成为AI与数据中心芯片“热管理骨干”的基石材料 [5] 竞争格局与替代材料 - 英特尔推动背面供电与热─功率协同设计，显示全球龙头厂商皆已将散热视为核心竞争力 [6] - 钻石与石墨烯虽拥有极高热导率（钻石可达1,0002,200W/mK，单层石墨烯更高达3,0005,000W/mK），但高昂成本与制程规模化困难使其难以成为主流 [5] - 液态金属、导电凝胶与微流体冷却等替代方案在整合性与量产成本上存在挑战，碳化硅以“性能、机械强度与可量产性兼具”成为最具实际性的折衷方案 [5]