Innholdsfortegnelse
1. Flaskehals i varmespredning i AI-brikker og gjennombruddet innen silisiumkarbidmaterialer
2. Egenskaper og tekniske fordeler med silisiumkarbidsubstrater
3. Strategiske planer og samarbeidsutvikling mellom NVIDIA og TSMC
4. Implementeringsvei og viktige tekniske utfordringer
5. Markedsutsikter og kapasitetsutvidelse
6. Innvirkning på forsyningskjeden og resultatene til relaterte selskaper
7. Brede bruksområder og total markedsstørrelse for silisiumkarbid
8. XKHs tilpassede løsninger og produktstøtte
Flaskehalsen i varmespredningen til fremtidige AI-brikker blir overvunnet av substratmaterialer for silisiumkarbid (SiC).
Ifølge utenlandske medierapporter planlegger NVIDIA å erstatte mellomsubstratmaterialet i CoWoS avanserte pakkeprosess i neste generasjons prosessorer med silisiumkarbid. TSMC har invitert store produsenter til å i fellesskap utvikle produksjonsteknologier for mellomsubstrater i SiC.
Hovedårsaken er at ytelsesforbedringen til nåværende AI-brikker har møtt fysiske begrensninger. Etter hvert som GPU-kraften øker, genererer integrering av flere brikker i silikonmellomleggere ekstremt høye krav til varmespredning. Varmen som genereres i brikkene nærmer seg grensen, og tradisjonelle silikonmellomleggere kan ikke effektivt håndtere denne utfordringen.
NVIDIA-prosessorer bytter varmespredningsmaterialer! Etterspørselen etter silisiumkarbidsubstrater er ventet å eksplodere! Silisiumkarbid er en halvleder med bredt båndgap, og dens unike fysiske egenskaper gir den betydelige fordeler i ekstreme miljøer med høy effekt og høy varmestrøm. I GPU-avansert pakking tilbyr den to kjernefordeler:
1. Varmeavledningsevne: Å erstatte silikonmellomleggere med SiC-mellomleggere kan redusere termisk motstand med nesten 70 %.
2. Effektiv kraftarkitektur: SiC muliggjør etablering av mer effektive, mindre spenningsregulatormoduler, noe som forkorter strømforsyningsveiene betydelig, reduserer kretstap og gir raskere og mer stabile dynamiske strømresponser for AI-databehandlingsbelastninger.
Denne transformasjonen tar sikte på å løse utfordringene med varmespredning forårsaket av kontinuerlig økning i GPU-kraft, og gir en mer effektiv løsning for høyytelses databrikker.
Silisiumkarbidets varmeledningsevne er 2–3 ganger høyere enn silisiums, noe som effektivt forbedrer varmehåndteringens effektivitet og løser varmespredningsproblemer i høyeffektsbrikker. Den utmerkede termiske ytelsen kan redusere koblingstemperaturen til GPU-brikker med 20–30 °C, noe som forbedrer stabiliteten betydelig i scenarier med høy databehandling.
Implementeringsvei og utfordringer
Ifølge kilder i forsyningskjeden vil NVIDIA implementere denne materielle transformasjonen i to trinn:
•2025–2026: Første generasjons Rubin GPU vil fortsatt bruke silisiummellomleggere. TSMC har invitert store produsenter til å i fellesskap utvikle SiC-mellomleggsteknologi for produksjon.
•2027: SiC-mellomleggere vil offisielt bli integrert i den avanserte pakkeprosessen.
Denne planen står imidlertid overfor mange utfordringer, spesielt i produksjonsprosesser. Silisiumkarbids hardhet er sammenlignbar med diamants, noe som krever ekstremt høy skjæreteknologi. Hvis skjæreteknologien er utilstrekkelig, kan SiC-overflaten bli bølget, noe som gjør den ubrukelig for avansert emballasje. Utstyrsprodusenter som japanske DISCO jobber med å utvikle nytt laserskjæreutstyr for å møte denne utfordringen.
Fremtidsutsikter
For tiden vil SiC-mellomleggsteknologi først bli brukt i de mest avanserte AI-brikkene. TSMC planlegger å lansere en 7x reticle CoWoS i 2027 for å integrere flere prosessorer og minne, og øke mellomleggsarealet til 14 400 mm², noe som vil føre til større etterspørsel etter substrater.
Morgan Stanley spår at den globale månedlige CoWoS-pakkekapasiteten vil øke fra 38 000 12-tommers wafere i 2024 til 83 000 i 2025 og 112 000 i 2026. Denne veksten vil direkte øke etterspørselen etter SiC-mellomleggere.
Selv om 12-tommers SiC-substrater er dyre for øyeblikket, forventes prisene gradvis å synke til rimelige nivåer etter hvert som masseproduksjonen skaleres opp og teknologien modnes, noe som skaper forutsetninger for storskalaapplikasjoner.
SiC-mellomleggere løser ikke bare varmespredningsproblemer, men forbedrer også integrasjonstettheten betydelig. Arealet til 12-tommers SiC-substrater er nesten 90 % større enn for 8-tommers substrater, noe som gjør at en enkelt mellomlegger kan integrere flere Chiplet-moduler, og dermed direkte støtte NVIDIAs 7x reticle CoWoS-pakkekrav.
TSMC samarbeider med japanske selskaper som DISCO for å utvikle teknologi for produksjon av SiC-mellomleggere. Når nytt utstyr er på plass, vil produksjonen av SiC-mellomleggere gå smidigere, med forventet tidligst mulig inngang til avansert pakking i 2027.
Drevet av disse nyhetene presterte SiC-relaterte aksjer sterkt 5. september, med en indeksoppgang på 5,76 %. Selskaper som Tianyue Advanced, Luxshare Precision og Tiantong Co. nådde den daglige grenseoppgangen, mens Jingsheng Mechanical & Electrical og Yintang Intelligent Control steg over 10 %.
Ifølge Daily Economic News planlegger NVIDIA å erstatte det mellomliggende substratmaterialet i CoWoS' avanserte pakkeprosess med silisiumkarbid i sin neste generasjons Rubin-prosessorutviklingsblåkopi for å forbedre ytelsen.
Offentlig informasjon viser at silisiumkarbid har utmerkede fysiske egenskaper. Sammenlignet med silisiumkomponenter tilbyr SiC-komponenter fordeler som høy effekttetthet, lavt effekttap og eksepsjonell høytemperaturstabilitet. Ifølge Tianfeng Securities involverer SiC-industrikjeden oppstrøms fremstilling av SiC-substrater og epitaksiale wafere; mellomstrømskjeden inkluderer design, produksjon og pakking/testing av SiC-kraftkomponenter og RF-enheter.
Nedstrøms er SiC-applikasjonene omfattende og dekker over ti bransjer, inkludert nye energikjøretøyer, solceller, industriell produksjon, transport, kommunikasjonsbasestasjoner og radar. Blant disse vil bilindustrien bli det viktigste applikasjonsfeltet for SiC. Ifølge Aijian Securities vil bilsektoren innen 2028 utgjøre 74 % av det globale markedet for SiC-enheter for kraftproduksjon.
Når det gjelder total markedsstørrelse, ifølge Yole Intelligence, var det globale markedet for ledende og halvisolerende SiC-substrater henholdsvis 512 millioner og 242 millioner dollar i 2022. Det er anslått at det globale SiC-markedet vil nå 2,053 milliarder dollar innen 2026, med markeder for ledende og halvisolerende SiC-substrater på henholdsvis 1,62 milliarder dollar og 433 millioner dollar. De sammensatte årlige vekstratene (CAGR-ene) for ledende og halvisolerende SiC-substrater fra 2022 til 2026 forventes å være henholdsvis 33,37 % og 15,66 %.
XKH spesialiserer seg på tilpasset utvikling og globalt salg av silisiumkarbid (SiC)-produkter, og tilbyr et komplett størrelsesutvalg fra 2 til 12 tommer for både ledende og halvisolerende silisiumkarbidsubstrater. Vi støtter personlig tilpasning av parametere som krystallorientering, resistivitet (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) og tykkelse (350–2000 μm). Produktene våre er mye brukt i avanserte felt, inkludert nye energikjøretøyer, solcelledrevne omformere og industrimotorer. Ved å utnytte et robust forsyningskjedesystem og et teknisk supportteam sikrer vi rask respons og presis levering, og hjelper kundene med å forbedre enhetens ytelse og optimalisere systemkostnadene.
Publisert: 12. september 2025