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碳化硅(SiC)衬底
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英伟达、台积电破局“功耗墙”!SiC或成下一代GPU的隐藏王牌(附55页PPT)
材料汇· 2025-11-05 23:57
文章核心观点 - 英伟达与台积电计划最晚于2027年在新一代GPU的先进封装中采用12英寸碳化硅衬底作为中介层,以解决CoWoS封装的散热瓶颈,这标志着技术可行性已获内部认可并进入工程化阶段 [3] - AI算力芯片发展遭遇"功耗墙"制约,散热能力取代晶体管密度成为算力竞赛下半场的胜负手,CoWoS封装散热问题已从技术挑战升级为产业发展的重要课题 [3][25][47] - 碳化硅因其优异的热导率、与硅接近的热膨胀系数以及结构强度,在性能与可行性之间找到最佳平衡点,有望成为未来CoWoS中介层的最优解,从而为碳化硅产业链开辟一个独立于传统功率器件的巨大增量市场 [3][69][70][90] - 中国大陆碳化硅产业链凭借激进的衬底产能投资、成本优势以及敏捷的产能扩张能力,有望切入全球最先进的半导体供应链,实现产业地位的跃升 [3][113][119][125] 英伟达、台积电考虑使用碳化硅作为未来先进封装中介层 - 英伟达正计划在新一代GPU芯片的先进封装环节中采用12英寸碳化硅衬底,最晚将在2027年导入,这一明确的时间点表明该计划已进入工程化与供应链准备阶段 [4] - 2027年对应英伟达Feynman架构周期,预示着碳化硅封装可能成为Feynman架构的"秘密武器" [3] - 应用材料作为全球最大的半导体设备商,已在行业会议上公开讨论碳化硅替代硅中介层的应用,表明设备端已看到趋势并开始技术布局,产业链上下游共识正在形成 [5][9] 为何英伟达和台积电亟需解决CoWoS散热问题 - 英伟达算力芯片功率持续快速上升,预计Feynman Ultra(2029年)功率将达6,000W,后续架构甚至将冲高至15,360W,对散热提出极高要求 [23] - 芯片单位面积功率大幅提升,从H100的0.86W/mm²增至未来架构的2W/mm²,增长幅度达233%,传统的风冷、水冷逼近极限 [26][28] - 芯片发展受到"功耗墙"严重制约,典型的热设计功耗在最近20年基本保持在100~200W,导致芯片性能提升缓慢,散热能力直接决定芯片能否在最高频率下稳定运行 [29][45] - 异构集成导致严重的"热交叉干扰",HBM的温度有38%来自GPU核心的热耦合,单一芯片散热已不足,必须进行系统级热管理 [32][45] - 台积电在先进封装领域近乎垄断,几乎所有领先的数据中心GPU都由其采用CoWoS封装,CoWoS已成为算力发展的关键技术,英伟达CEO黄仁勋表示"除了CoWoS,我们无法有其他选择" [37][48][51] 为何碳化硅成为CoWoS中介层主要考虑对象 - 碳化硅材料特性显著优于硅,其热导率达490 W/m·K,是硅(130 W/m·K)的3.77倍,带隙能为3.2 eV,莫氏硬度为9.5,具备优异散热能力和结构强度 [69][70][90] - 碳化硅的热膨胀系数为4.3×10⁻⁶/K,与硅(2.6×10⁻⁶/K)较为接近,意味着与上方芯片在加热/冷却时膨胀收缩步调更一致,应力更小,可靠性更高 [70][105] - 金刚石虽热导率极高(2200 W/m·K),但难以匹配芯片制造工艺(如光刻兼容性、大面积高质量低成本生长),目前还难以成为中介层的可行选择,为碳化硅上位扫清了道路 [79][83][107] - 碳化硅可制备高深宽比(大于100:1)且非线性的通孔,能加快传输速度并降低散热难度,契合先进封装未来高速、高密度互联的方向 [93][95][108] - 碳化硅中介层在界面处比硅中介层具有更高径向应力和更小轴向应变,结构刚性更强,能减少超大尺寸中介层制造中的翘曲和开裂问题 [97][98][106] 为何中国大陆碳化硅有望重点受益 - 若CoWoS采用碳化硅中介层,将创造巨大增量市场,按70%渗透率和35%复合增长率推演,2030年对应需要超过230万片12英寸碳化硅衬底,等效约920万片6英寸衬底,远超当前全球产能供给 [111][115][122] - 中国大陆在碳化硅衬底产能投资上最为激进,主要厂商(如天岳先进、天科合达等)设计产能合计已超百万片,并积极布局12英寸产品,具备显著的产能规模优势 [113][114] - 中国大陆具备生产成本优势,参照天岳先进数据,除去折旧摊销后,生产成本中近两成为人工和水电成本,这部分为可压缩的成本项 [117][119][126] - 中国作为全球新能源车产业链最核心的玩家,为碳化硅产业提供了广阔的试验场和现金流来源,公司可用功率业务利润反哺先进封装业务研发,形成良性循环 [119][126] 碳化硅衬底、设备相关企业概况 - 晶盛机电围绕硅、蓝宝石、碳化硅三大半导体材料开发关键设备,并延伸至衬底材料领域,已实现12英寸碳化硅衬底加工中试线通线,实现全线设备自主研发和100%国产化 [127][131][133][140] - 晶升股份专注于晶体生长设备,其碳化硅长晶炉覆盖6英寸至12英寸,公司表示已有下游客户于数月前向台积电送样碳化硅衬底,并将逐步进行小批量供应 [137][141][144] - 天岳先进是全球排名第二的碳化硅衬底制造商,市场份额为16.7%,已成功研制出12英寸半绝缘型、导电型及P型衬底,并获得英飞凌、博世、安森美等国际企业合作 [146][147][151][152] - 三安光电从衬底到器件全面布局碳化硅,其与意法半导体的合资公司安意法已于2025年2月实现通线,规划达产后8英寸外延、芯片产能为48万片/年 [153][158][161] - 其他相关企业包括天科合达(衬底销量破百万片)、南砂晶圆、河北同光、通威股份、天富能源、华纬科技、宇晶股份等,均在碳化硅材料或设备领域有所布局 [162][165][169][172][175]
新股解读|传天岳先进启动2.5-3亿美元IPO预路演 强劲增长预期或催热投资情绪
智通财经· 2025-08-06 09:17
公司上市进展 - 天岳先进已通过港交所上市聆讯 计划募资2 5至3亿美元 [1] - 公司正进行香港IPO预路演 由中金公司和中信证券担任联席保荐人 [1] 财务与市场表现 - 2024年公司衬底业务营收增长41% 显著高于国际同行增速 [1] - N型碳化硅衬底业务收入逆势增长35% 而主要国际竞争对手出现负增长 [4] 行业前景与市场规模 - 全球功率碳化硅器件市场规模预计2030年达103亿美元 2024-2030年CAGR为20 3% [2] - 6英寸衬底年出货量将从2024年115万片增至2030年470万片 CAGR达26% [2] - AI眼镜出货量预计2030年超6590万副 将带动碳化硅材料新需求 [6] 技术优势与产品布局 - 公司已实现8英寸晶圆批量交付 被Yole认定为该领域市场领导者 [5] - 同时布局6英寸主流市场及12英寸高附加值市场 技术储备全面 [5] - 碳化硅衬底大尺寸化为AI眼镜等消费电子应用提供技术基础 [6] 客户与供应链地位 - 全球前十大功率半导体器件制造商中超半数与公司建立合作 [5] - 已与英飞凌、博世、Onsemi等国际顶级IDM厂商签订供货协议 [5] - 在中国市场作为本土供应链领军者 深度受益于"China for China"战略 [4] 竞争格局 - 市占率持续领先 正扩大与国际竞争对手的断档式优势 [1] - 在8英寸晶圆开放市场确立技术及供应领导地位 [4] - 被Yole列为与意法半导体、英飞凌等国际巨头并列的重点分析标的 [1]
第一创业晨会纪要-20250521
第一创业· 2025-05-21 13:19
宏观经济组 - 5月20日财政部公布1 - 4月财政收支数据,1 - 4月全国一般公共财政收入同比-0.4%,较一季度回升0.7个百分点,支出同比4.6%,较一季度回升0.4个百分点;政府性基金收入同比-6.7%,较一季度回升4.3个百分点,支出增速17.7%,较一季度回升6.6个百分点 [2][3] - 前4个月财政收入增速显著低于支出增速,中央支出增速高于地方5.1个百分点,地方政府性基金收入改善得益于国有土地使用权出让收入增速回升 [3] - 2025年1 - 4月全国税收收入同比增速-2.1%,较一季度回升1.4个百分点,证券印花税收入增速最高为57.8%,其次是个人所得税增速7.4%,国内增值税和消费税同比增速均为1.8%,其它税种增速多为负值 [4] - 1 - 4月非税收入同比增速1.7%,较一季度回落4.2个百分点,大幅低于去年93.8%的同比增速,反映企业经营环境改善 [4] 策略和先进制造组 - 5月21日外电报道半导体开发制造商Wolfspeed准备提交破产申请,美股盘后股价暴跌50%,2024年全球碳化硅衬底市场规模同比下降9%,Wolfspeed截至2025年3月底9个月收入5.6亿美元,同比降低约8%,净利润亏损9.4亿美元,亏损加大约50% [6] - 中国厂商天岳先进2024年收入约2.4亿美元,同比增长41%,净利润1.79亿人民币,首次盈利,国内厂商在SiC领域有成本和技术竞争优势,若Wolfspeed破产,空出约34%市场份额,利于国内价格战缓和和市场率提升 [6] - 2025年4月挖掘机国内销量12547台,同比增长16.4%,出口量9595台,同比增长19.3%;装载机销售11653台,同比增长19.2%,国内销量7191台,同比增长35.4%,出口量4462台,同比下降0.18%,国内工程机械保持较好正增长 [7] - 国内固定资产投资增速扭转去年减速趋势,农林水利等固定资产投资增速保持30%以上,今年工程机械行业盈利大概率保持较好正增长 [7] 消费组 - 昂跑OnRunning2025年第一季度营收7.3亿瑞士法郎,同比增长43.0%,剔除汇率影响同比增长率40%,经调整EBITDA达1.29亿瑞士法郎,同比增长54.8%,净利润5670万瑞士法郎,同比下降38.0% [9] - 品牌处于高增长阶段,但成本上涨和市场扩张投入挤压利润,直销渠道收入2.8亿瑞士法郎,同比增长45.3%,批发渠道收入4.5亿瑞士法郎,同比增长41.5% [10] - 亚太地区成增长引擎,收入同比激增130.1%至1.21亿瑞士法郎,中国与日本市场贡献显著,中国市场门店达24家,计划2026年突破100家,EMEA与美洲市场分别增长33.6%和32.7% [10] - 鞋类产品是核心增长动力,Q1收入6.8亿瑞士法郎,同比增长40.5%,占总营收93.7%,服装与配饰分别增长93.1%和99.2%,收入规模达3810万瑞士法郎和760万瑞士法郎 [10] - 品牌毛利达62%,高于耐克的45%,与其高端定价策略相关,品类丰富度与传统运动品牌有差距,公司上调2025年全年净销售额预期,按固定汇率计增速不低于28% [11]