铜互连
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空天有清音第4期:连接器十五五四大景气方向展望
长江证券· 2026-03-23 19:24
报告投资评级 - 行业评级:看好 [2] 报告核心观点 - 报告聚焦连接器行业,展望“十五五”期间四大高景气方向:算力、新能源车、商业航天和军贸 [1][4] - AI算力集群驱动连接需求剧增,铜互连在短距机柜内场景具备成本与性能优势,价值量占比可观 [6][8][16] - 新能源汽车连接器向高压、高速、集成化发展,高压连接器当前用量大,高速连接器后续增长潜力高 [20][22][26] - 商业航天产业进入规模化应用阶段,驱动连接器向小型化、轻量化、高集成方向发展以降低成本 [30][33][35] - 地缘冲突推动防空反导系统从“可选项”变为“刚需配置”,相关军贸需求进入爆发期 [39][41][44] 根据目录分项总结 01 算力:铜互连在机柜内可满足7m内传输需求 - AI时代计算瓶颈从CPU转向GPU集群间的数据流动,连接成为核心基础设施 [8][10] - AI数据中心内部存在芯片内、板内、机内、机柜内、机房间共5层互连结构,每层需不同连接方案 [10] - 连接技术根据距离需求分为三类:1) 铜互连(短距,机柜内),如DAC、AEC、ACC,特点是低延迟、低成本;2) 光互连(中长距,机柜间),如AOC、光模块;3) 光电融合(未来),如CPO、LPO [11][15] - 被动铜缆(DAC)传输距离约2米,功耗低于0.15W/链路;有源电缆(AEC)采用数字重定时器,传输距离可达7米,功耗约10W/链路 [12][15] - 以NVIDIA GB200 NVL72机柜为例,柜内配备超过5,000条铜质NVLink电缆,机柜总价值约260万美元 [19] - 假设铜缆单价在200至500美元区间,测算柜内铜互连价值量约占单个机柜总价值的4%至10% [19] 02 新能源车:高压当前用量大,高速后续增速快 - 新能源汽车本质是“高压电力系统+分布式计算系统”,连接器升级为关键基础设施 [22] - 电气化驱动高压化:800V平台可降低电流、减少传输损耗并实现线束轻量化,是系统性升级 [25] - 智能化驱动高速化:自动驾驶传感器使整车数据量跃升,驱动车载链路升级至Gbps级高速传输 [25] - 架构集中化(域控/中央计算)进一步提升跨域数据处理带宽需求,增加高速连接器用量与复杂度 [25] - 高压连接器当前用量大:新能源乘用车单车用量6~15对,价值700-1200元;商用车用量12~45对,价值2400-9000元 [26] - 高速连接器后续增速高:主要包括Fakra、Mini Fakra、HSD和以太网连接器,应用于ADAS、车载网络等 [26] - 预计L2及以上功能汽车单车高速连接器价值约1000元,推算2025年中国车用高速连接器市场规模达140.24亿元 [26] 03 商业航天:小型化、轻量化、高集成为设计要求 - 中国商业航天已进入规模化应用阶段,2025年商业发射达50次,占全年宇航发射总数的54%;入轨商业卫星311颗,占全年入轨卫星总数的84% [33] - 产业通过可重复使用火箭、卫星柔性智能产线(如研制周期缩短80%)等方式持续降本,卫星制造成本已降至每公斤10万至20万元 [33][34] - 商业航天连接器发展受SWaP-C(尺寸、重量、功率、成本)约束,小型化、轻量化、高集成是降本核心 [35][37] - 主要发展趋势:1) 高功率化:卫星电推进及设备电气化驱动高功率密度连接器需求;2) 高速化:卫星互联网、高分辨率遥感、星间链路驱动高带宽、低延迟连接需求;3) 模块化:小卫星批量生产及在轨组装需求推动标准化、可插拔接口 [37][38] 04 军贸:防空反导系统从可选变成刚需配置 - 防空反导系统是由雷达、指挥控制和拦截武器组成的综合网络,采用多层防御架构以应对多样化威胁 [41] - 地缘冲突推动需求爆发:美国近期批准向中东国家约165亿美元的军售,核心包括雷达及防空反导系统,表明防空从“可选项”变为“刚需配置” [44][45] - 低成本无人机(如Shahed无人机成本约2万-5万美元)通过“成本不对称”严重挑战传统高端防空体系(拦截弹成本几十万至数百万美元) [45] - 防御方案正向低成本化演进,包括使用拦截无人机(如“科约特”成本约12.65万美元)、电子战、激光或微波等新型技术 [45]
东方财富证券:国产算力链景气度有望提升 AI硬科技仍是核心投资主线
智通财经网· 2025-11-18 14:50
文章核心观点 - AI硬科技是核心投资主线,同时看好高股息运营商资产,建议关注光模块、铜互连、交换机、温控设备、电力配套、IDC机房、端侧AI、机器人方向及运营商相关标的 [1] 北美算力 - 北美云厂商2026年资本开支或将突破6000亿美元,算力投资与基础设施建设有望延续景气 [1] - 柜内开放式、标准化的互联生态初具雏形,以太网交换系统后来居上 [1] - 在单卡/单机柜功率攀升背景下,供电保障成为云计算产能供应关键,全液冷方案与800VDC/SST将迎来市场机遇 [1] 国产算力 - 国内模型持续迭代升级,头部云厂商和运营商持续加大AI领域投资规模,带动国内AIDC建设 [2] - 随着国产算力芯片快速突破,预计2026年国内AI基建有望快速增长 [2] - IDC行业需求端高景气叠加供给端降速提质,或驱动行业进入周期拐点,具备长期投资价值 [2] - 模型参数量提升和推理侧需求增长推动AIDC建设加速,光模块、液冷、交换机、电源等环节有望受益 [2] 端侧AI - 政策驱动与产业链软硬协同推动端侧AI迈入规模化落地前夕,政策目标为2027年新一代智能终端应用普及率超70%、2030年超90% [3] - 模型、芯片、模组等上游环节日趋成熟,终端参与者持续增加,产品创新有望加速市场放量 [3] - 2026年行业或从主题催化过渡到业绩兑现阶段,“爆款产品”出现可能加速板块进入新一轮上涨周期 [3] 运营商 - 运营商处在资本开支回落、业务结构转型、股息率攀升的三重共振阶段,板块兼具高壁垒、低估值、高股息属性 [4] - 成熟的基础电信业务为收入压舱石,成本精细化管控和AI内部赋能助力利润增长,资本开支收缩或显著增厚现金流 [4] - 运营商业绩稳健,利润端增速高于收入增速,持续上升的分红比例使股息率维持稳定甚至上行,低利率环境下配置价值凸显 [4]
铜互连的终结?
半导体芯闻· 2025-08-22 19:28
铜互连技术面临的挑战 - 铜在10纳米以下关键尺寸下电阻率急剧上升,线宽小于10纳米时电阻相比块体材料增加约10倍 [1] - 铜需要至少3-4纳米厚度的扩散阻挡层,导致10纳米铜线的实际金属厚度仅剩2-4纳米 [1] - 铜缺乏可制造的蚀刻工艺,需通过电介质蚀刻、阻挡层沉积和电镀填充实现微细线路制造 [1] - 更小线宽导致电流密度和电阻升高,加剧发热和电迁移风险 [2] 钌作为替代导体的优势 - 钌在17纳米以下线宽时导电性优于铜,且具备优异的抗电迁移性能 [2] - 钌可抵抗向SiO₂和SiOCH电介质的扩散,且无需扩散阻挡层 [2] - 钌易于蚀刻,支持更灵活的工艺集成方案(如半镶嵌结构结合加成/减成工艺) [4] - 钌通孔(21纳米间距)与铜线(24纳米间距)组合比纯钌结构电阻更低 [3] 钌工艺开发与挑战 - 化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)需300°C高温,而化学镀可在低于100°C下进行但需退火处理降低电阻 [5] - 钌为各向异性导体,沿六边形[001]轴电阻率低25%,但外延薄膜通常使电流沿高电阻率方向流动 [5] - PVD钌与SiO₂粘附性差,降低沉积压力可致密化薄膜但恶化粘附性,薄膜化可改善粘附性 [4] - 溅射钌的柱状晶粒可能成为铜扩散通道,需通过氮气氛围溅射或与钨/钴合金化改善阻挡性能 [4] 界面与集成技术突破 - 铜与钌在通孔底部无混合现象,使用自组装单分子层(SAM)可防止通孔底部阻挡层沉积 [3] - 薄钴钌双层或钴衬里可降低线路电阻且保持电迁移性能不变 [3] - 1.5纳米TiN衬垫可钝化电介质并促进钌粘附 [3] - 钌与铜兼容性强,20纳米以上线宽仍以铜为主,界面处理对器件成功至关重要 [2] 行业应用前景 - 钌引入需克服沉积一致性挑战,涉及数千片晶圆上数百万特征的工艺控制 [4] - 钌替代铜属于阶跃式变革,需现有技术潜力耗尽后才会大规模应用 [5] - 行业正为钌基互连技术奠定基础,但全面替代不会快速发生 [5]
铜互连的终结?
半导体行业观察· 2025-08-22 09:17
铜互连技术面临的挑战 - 铜在10纳米以下关键尺寸不再是最佳金属化选择 线宽小于10纳米时电阻增加约10倍 [2] - 铜需要至少3-4纳米扩散阻挡层 导致10纳米铜线实际厚度仅2-4纳米 [2] - 铜缺乏可制造的蚀刻工艺 需通过电介质蚀刻/阻挡层沉积/铜填充的复杂流程 [2] - 更小线宽导致电流密度和电阻升高 增加电迁移风险 [3] 钌作为替代导体的优势 - 钌在17纳米以下线宽导电性优于铜 且具备优异抗电迁移性能 [5] - 钌能有效阻挡铜扩散 同时可作为低电阻衬层替代氮化钽 [5] - 钌与铜兼容性关键 因铜仍是20纳米以上线宽首选金属 [5] - 钌相对铜更易蚀刻 支持更灵活的工艺集成方案 [5] 钌-铜界面研究进展 - 使用自组装单分子层防止通孔底部阻挡层沉积 降低线路电阻 [6] - 薄钴钌双层或钴层作为侧壁阻挡层 电迁移性能保持稳定 [6] - 铜与钌在通孔底部无混合现象 界面稳定性良好 [6] 钌通孔技术突破 - 钌通孔(21纳米间距)与铜线(24纳米间距)组合 电阻低于全钌结构 [8] - 采用1.5纳米TiN衬垫钝化电介质并促进钌粘附 [8] - 钌的易蚀刻性支持半镶嵌结构 结合加成与减成金属化工艺 [8] - 金属图案化简化气隙电介质方案实施 [8] 钌沉积工艺挑战与解决方案 - PVD钌与SiO2粘附性差 但降低薄膜厚度可改善粘附性 [9] - 降低沉积压力可获更致密低电阻薄膜 但会牺牲粘附性 [9] - 氮气氛围溅射形成非晶态结构 有效阻止铜扩散 [9] - 钌与钨或钴合金化可提升阻挡层性能 [9] - 化学镀在低于100°C温度下可行 琥珀酸络合剂配合成型气体退火效果最佳 [9] 钌材料特性研究 - 钌为各向异性导体 沿六边形[001]轴电阻率低约25% [10] - 硅基外延薄膜电流通常沿高电阻率方向流动 [10] - 蓝宝石衬底测试显示改变薄膜取向可改善电阻率 [10] - 层转移技术可能实现外延钌与CMOS工艺集成 [10] 行业技术转型展望 - 钌作为通孔或线路材料将引发阶跃式技术变革 [10] - 变革需待现有铜技术潜力完全耗尽后发生 [10] - 行业正在为钌基互连技术奠定基础 [10]