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AI三大硬件升级,这一关键材料将爆发,CAGR超100%

AI三大硬件升级,这一关键材料将爆发,CAGR超100%

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碳化硅概念迎催化:
随着AI服务器功耗上行与机柜功率密度提升,对开关器件的耐压、效率与热管理提出更高要求,SiC功率器件需求有望随800VHVDC方案推进而扩大。
与此同时,机构看好碳化硅方向投资潜力,逻辑在于:(1)AI数据中心800VHVDC架构重构,SiC功率器件成刚需增量;(2)AI芯片先进封装散热突破,SiC中介层开辟第二成长曲线;(3)AR眼镜光学升级,SiC光波导奠定下一代硬件核心材料。
机构重点看好三大细分:1)AI数据中心800V HVDC用SiC功率器件;2)AI芯片先进封装SiC中介层/散热基板;3)AR眼镜SiC光波导光学基材,以上均为AI与终端创新驱动的新增量赛道。

碳化硅(SiC)是第三代宽禁带半导体核心材料,由硅与碳以共价键结合而成,具备高击穿场强、高热导率、高耐温、低损耗、高饱和电子漂移速度等独特物理属性,被称为“功率电子革命核心材料”

01

AI数据中心800VHVDC架构重构,SiC功率器件成刚需增量

AI服务器功耗与机柜功率密度持续突破传统低压供电物理极限,54V机架供电无法支撑1MW及以上超高功率机架,800VHVDC高压直流架构成为下一代AI数据中心必选方案,英伟达明确2027年实现该架构规模化商用,直接打开SiC功率器件新增量空间。
SiC击穿电场强度是硅的10倍,可轻松满足800V系统耐压要求,开关损耗较硅基IGBT降低70%-80%,开关频率提升5-20倍,能大幅降低配电损耗、缩小无源器件体积,完美适配高功率密度电源需求。同时SiC热导率是硅的3倍,可缓解AIDC供电系统散热压力,提升长期运行可靠性。随着英伟达联合全球供应链推进800VHVDC生态落地,SiC功率器件将从试点走向全面渗透,成为AI算力基建的核心标配器件,行业需求迎来指数级增长。
图:2030E,AIDC电源系统所需SiC衬底TAM
资料来源:Navitas

02

AI芯片先进封装散热突破,SiC中介层开辟第二成长曲线

AI芯片向高算力、高集成度演进,CoWoS先进封装成为GPU+HBM主流方案,但传统硅中介层热导率不足、热膨胀系数失配引发翘曲与散热瓶颈,严重制约高端芯片性能释放。碳化硅凭借高热导率、高刚性、低热膨胀系数,成为封装散热环节最优替代材料。
英伟达、台积电均计划将SiC用于中介层与散热载板,替代传统硅中介层与陶瓷基板,仅AI芯片中介层环节,2030年全球SiC衬底需求就达620万片。当前SiC封装应用处于技术验证向试点渗透阶段,随着12英寸大尺寸衬底工艺成熟,SiC将从散热基座向中介层全面渗透,开辟功率器件之外的全新成长曲线,行业空间实现量级跃升。

03

AR眼镜光学升级,SiC光波导奠定下一代硬件核心材料

AR眼镜向≤50g轻量化、≥70°大视场角、全彩高清方向迭代,传统玻璃/树脂光波导已逼近物理性能极限,碳化硅凭借超高折射率、高热导率、高硬度,成为下一代AR光学系统主流方案。
SiC折射率达2.6,远高于传统光学材料,单层波导可实现超80°视场角,较玻璃方案提升一倍,同时弱化彩虹纹、杂散光问题,光耦合效率提升33%;单片镜片重量可控制在3g以内,助力AR眼镜实现全天候佩戴目标。MetaOrionAI眼镜已采用SiC光波导架构,验证技术可行性,国内产业链同步推进量产落地。2030年全球AR眼镜SiC衬底需求达389万片,年复合增速超160%,SiC从功率半导体跨界光学材料,打开消费电子增量市场点。

碳化硅正从新能源车载主驱,向AI算力供电、先进封装、AR光学三大新领域快速渗透,2030年全球衬底需求超1600万片,行业进入高速增长期。

天岳先进、蓝特光学、芯联集成、中瓷电子、龙旗科技、晶盛机电、晶升股份、三安光电、天科合达、同光股份等。

国投证券马良、朱思《乘AI东风,碳化硅行业迎新催化-20260426》

五矿证券金凯笛《碳化硅高速增长的前夕,功率渗透率提升与AI+AR双轮驱动-20251124》
慧博智能投研《碳化硅(SiC)行业深度:应用范围、市场空间、国产替代及相关公司深度梳理-20251117》
东方证券薛宏伟、蒯剑、韩潇锐《碳化硅材料有望应用于先进封装,打开成长空间-20250907》

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