电子行业：碳化硅材料有望应用于先进封装，打开成长空间

有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 电子行业 踪 ⚫ 事件：根据行家说三代半公众号信息，英伟达计划在新一代 GPU 芯片的先进封装环节中采用碳化硅衬底，作为中介层材料。根据集邦化合物半导体公众号信息，台积电正计划将 12 英寸单晶碳化硅应用于散热载板，取代传统的氧化铝、蓝宝石基板或陶瓷基板。 ⚫ 我们的观点：碳化硅材料在先进封装中具备较高应用潜力，有望打开产业成长空间。部分投资者认为，由于碳化硅车型在新能源车领域的渗透率逐步迈向较高水平等原因，碳化硅材料未来发展空间可能受限。但我们认为，碳化硅材料在高端算力芯片中的应用潜力尚未完全挖掘。未来，碳化硅材料有望应用于算力芯片的先进封装等环节，打开产业成长空间。 ⚫ AI GPU 功率持续提升，芯片封装散热要求提高。AI 服务器的 GPU 的性能持续提升，其芯片功率也不断提高。根据行家说三代半公众号数据，英伟达 GPU 芯片功率持续提升，从 H200 的 700W 提高到了 B300 的 1400W。GPU 的封装目前主要依赖于 CoWoS封装技术，其通过将多个芯片高密度地堆叠集成在一个封装内，显著缩小了封装面积。随着 GPU 功率持续提升，芯片封装散热要求提高，可透过优化材料提升散热能力。根据行家说三代半公众号，台积电认为目前业界仍然依赖于传统的热界面材料和热堆叠结构来解决 CoWoS 封装散热问题，存在优化的空间。台积电提到的优化方式包括优化热沉片和热界面的材料等。 ⚫ 碳化硅材料导热性能优异，有望应用于芯片封装。碳化硅晶体具有很高的导热性能，热导率可达 500W/mK，相比之下，硅的热导率仅为约 150 W/mK。基于碳化硅晶体优异的导热性能，其在散热要求更高的环境中具有一定应用潜力。首先，中介层散热性能要求提高，碳化硅具备较大的应用潜力。中介层是 CoWoS封装平台的核心部件之一，目前主要由硅材料制作。随着英伟达 GPU 芯片的功率越来越大，将众多芯片集成到硅中介层将导致更高的散热性能要求，而如果采用导热率更好的 SiC中介层，其散热片尺寸有望大幅缩小，优化整体封装尺寸。基于此，部分头部公司已经注意到碳化硅在中介层中的应用潜力。此外，碳化硅也有望在散热载板中得到应用。目前主要的陶瓷材料热导率均低于单晶碳化硅，若采用碳化硅作为散热载板，有望进一步提高散热效率。 ⚫ 碳化硅导热性能优异，有望在中介层、散热基板等环节应用，相关厂商有望受益。相关标的：碳化硅衬底行业领军者天岳先进；布局碳化硅衬底业务的头部功率器件厂商三安光电。 风险提示 ⚫ 汽车需求不及预期，AI 落地不及预期，竞争格局变化，碳化硅衬底降本情况不及预期，碳化硅衬底制造工艺进步不及预期。 投资建议与投资标的 核心观点 国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2025 年 09 月 07 日 薛宏伟 xuehongwei@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860524110001 蒯剑 021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005 香港证监会牌照：BPT856 韩潇锐 hanxiaorui@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860523080004 朱茜 zhuqian@orientsec.com.cn 李晋杰 lijinjie@orientsec.com.cn AI 服务器市场保持增长，硬件升级正当其时 2025-09-05 AI 算力设施需求驱动，SiC/GaN 打开成长空间 2025-08-02 先进封装持续演进，玻璃基板大有可为 2024-06-05 碳化硅材料有望应用于先进封装，打开成长空间 看好（维持） 电子行业动态跟踪 —— 碳化硅材料有望应用于先进封装，打开成长空间 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 1．AI GPU 功率持续提升，芯片封装散热要求提高 英伟达 AI GPU 芯片功率持续提升。AI 服务器的 GPU 的性能持续提升，其芯片功率也不断提高。根据行家说三代半公众号数据，英伟达GPU芯片功率持续提升，从H200的700W 提高到了B300 的 1400W。 图 1：英伟达 GPU 芯片功率持续提升（单位：W） 数据来源：行家说三代半公众号，东方证券研究所 AI GPU 封装环节散热要求提高，可透过优化材料提升散热能力。GPU 的封装目前主要依赖于CoWoS 封装技术，其通过将多个芯片（如处理器、内存等）高密度地堆叠集成在一个封装内，显著缩小了封装面积。随着 GPU 功率持续提升，芯片封装散热要求提高。根据行家说三代半公众号，台积电认为目前业界仍然依赖于传统的热界面材料（TIM）和热堆叠结构来解决 CoWoS 封装散热问题，存在优化的空间。台积电提到的优化方式包括优化热沉片和热界面的材料等。 图 2：台积电认为可以透过优化热沉片和热界面的材料提升 CoWoS 封装散热能力 数据来源：行家说三代半公众号，东方证券研究所 02004006008001000120014001600Hopper H200Blackwell B200Blackwell Ultra B300 电子行业动态跟踪 —— 碳化硅材料有望应用于先进封装，打开成长空间 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 2．碳化硅导热性能优异，有望应用于芯片封装 碳化硅晶体具有很高的导热性能。碳化硅（SiC）晶体的主要结构基本单元是 Si 原子和 C 原子通过 sp3 共价键结合在一起形成的正四面体，典型的 SiC 多型体结构有 3C、4H、6H 等。根据《碳化硅在导热材料中的应用及其最新研究进展》，碳化硅晶体的热导率可达500W/mK，相比之下，硅的热导率仅为约 150 W/mK。基于碳化硅晶体优异的导热性能，其在散热要求更高的环境中具有较高的应用潜力。 图 3：碳化硅晶体具有很高的导热性能 数据来源：《碳化硅在导热材料中的应用及其最新研究进展，江汉文等》，东方证券研究所 中介层散热性能要求提高，碳化硅具备较大的应用潜力。中介层（Interposer）是 CoWoS 封装平台的核心部件之一，目前主要由硅材料制作。硅中介层内部有许多互连线（TSV 硅通孔和布线），负责将这些小芯片彼此连接，并与封装基板连接。随着英伟达 GPU 芯片的功率越来越大，将众多芯片集成到硅中介层将导致更高的散热性能要求。而如果 CoWoS 封装采用导热率更好的 SiC 中介层，其散热片尺寸有望大幅缩小，整体封装尺寸可进一步得到优化。基于此，部分头部公司已经注意到碳化硅在中介层中的应用潜力。例如应用材料公司在行业会议中指出单晶 SiC 的热导率比硅高出 2-3 倍，是中介层