涉及的行业与公司 * 行业：半导体行业，特别是先进封装、AI/HPC芯片、碳化硅材料、光电集成领域[1][5][15] * 公司：台积电、英伟达、AMD、谷歌、AWS、Marvell、ASE、英特尔、三星、Wolfspeed、环球晶圆、ROHM、SICC、三安等[1][8][60][136][145][146][286] 核心观点与论据 AI芯片面临的挑战与行业应对 * AI芯片功耗与复杂性激增，单个GPU电流需求超过1000A，功耗常超过1千瓦，对电源传输网络和热管理提出极限挑战[5][6][22][23] * 传统通过PCB或ABF基板供电的方法因路径长、寄生电感高导致压降和电压波动，已接近极限[5][6] * 行业提出多种解决方案：Marvell推出封装集成电压调节器缩短电源路径[8] ASE通过VIPack平台优化电源传输网络、信号互连和热性能[9][10] 台积电采取多元化策略，在CoWoS-L平台嵌入IVR和eDTC，开发背面电源传输网络，并引领热协同设计[12][13] 碳化硅成为关键材料 * 碳化硅因其宽禁带、高热导率、高击穿场强等特性，从功率电子领域扩展至先进封装和异构集成[16][17][49] * AI芯片发展暴露出热管理、电源传输和光电集成三大瓶颈，碳化硅有望成为同时解决这些挑战的潜在终极方案[26][49][124] * 碳化硅在先进封装中的四大角色：热基板、光学中介层、电气中介层、垂直供电基板，成为连接电源传输网络、热管理和光互连领域的关键材料[19][20][21][50][117] 台积电的战略布局与技术平台 * 台积电视碳化硅为重要战略方向，积极探索将其用于热基板和光电中介层，若成功可能在高性能计算封装领域建立独特竞争优势[42][59][152][192] * 台积电的3DFabric战略通过CoWoS、SoIC、InFO等平台应对集成挑战[38][39] 新推出的COUPE平台聚焦光电集成、垂直供电和异构集成[53][54][55][56][57] * 台积电的CoWoS系列平台持续演进：CoWoS-S使用硅中介层但尺寸受限 CoWoS-R引入基于RDL的有机中介层 CoWoS-L集成局部硅互连芯片与高阶RDL结构，支持超大中介层[40][41] 碳化硅应用的机遇与挑战 * 机遇：12英寸碳化硅晶圆技术取得突破，有望支持更大面积封装，是AI时代材料应用的关键转折点[126][127][152] 碳化硅晶圆市场规模预计从2025年的9.7亿美元增长至2030年的26.5亿美元，复合年增长率22.24%[167][209] * 挑战：12英寸碳化硅晶圆面临缺陷密度控制、加工难度大、成本高、与硅等材料热膨胀系数不匹配等瓶颈[66][67][123][201][202][203][204] 全球12英寸碳化硅晶圆供应仍处于研发或小规模试产阶段[151][153][206] * 供应链动态：Wolfspeed作为主要供应商面临成本上升、需求低于预期、债务沉重等挑战[137][138][139][140][143] 中国碳化硅产业崛起，供应商扩张加剧全球竞争和价格压力[136][138][144][146] 竞争对手策略 * 英特尔：积极推进PowerVia背面供电和Foveros/EMIB技术，专注光学互连领导力，未宣布采用碳化硅基板计划[60][196][197][199] * 三星：投资高带宽存储器堆叠和玻璃基板，计划2028年将玻璃中介层用于AI芯片2.5D封装，专注于成本降低和互连稳定性[60][198][199] 具体技术研究与进展 * 穿透碳化硅通孔技术研究显示，碳化硅在高电阻率下具有低传输损耗和良好的射频性能，适用于共封装光学和光子学应用[233][234][235][236][237][238][240][246][247][252][253][255][256][257][265] * 碳化硅在增强现实眼镜波导中具有高折射率，可实现超宽视场角，结合微发光二极管被视为未来增强现实显示主流技术路径[68][69][72][73][74][75][76][77] * 碳化硅在晶圆厂设备中已知用作化学机械抛光停止层和混合键合中的关键材料，显示出与现有工艺的兼容性[97][98][99][100][101][102][103] 其他重要内容 * 英伟达正与台积电合作探索将碳化硅用作中介层材料，以满足AI/高性能计算封装日益增长的带宽和功耗需求[61] * 行业垂直互连技术包括穿透硅通孔、穿透玻璃通孔、穿透模塑料通孔，穿透碳化硅通孔成为新焦点[63] * 环球晶圆宣布了新的12英寸碳化硅晶圆技术，提出类似载具晶圆架构，将完整的碳化硅载具晶圆作为结构和热层插入封装堆叠中[286][287][288][290]