僅供機(jī)構(gòu)投資者使用證券研究報(bào)告SiC深度（一）先進(jìn)封裝：英偉達(dá)、臺(tái)積電未來的材料之選2025年11月5日1摘要根據(jù)行家說三代半，9月2日，據(jù)中國臺(tái)灣媒體報(bào)道，英偉達(dá)正計(jì)劃在新一代GPU芯片的先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)中采用12英寸碳化硅襯底，最晚將在2027年導(dǎo)入。?

解決CoWoS封裝散熱問題成為AI算力芯片發(fā)展重要課題根據(jù)《高算力Chiplet的熱管理技術(shù)研究進(jìn)展》，集成電路發(fā)展受到“功耗墻”的嚴(yán)重制約。英偉達(dá)和AMD在追求算力大幅提升的情況下，不得不繼續(xù)提高芯片功率。主流算力芯片基本標(biāo)配CoWoS封裝，尤其英偉達(dá)算力芯片全部使用CoWoS封裝。因此我們認(rèn)為AI算力芯片的發(fā)展亟需解決CoWoS封裝散熱的難題。?

SiC有望成為未來CoWoS發(fā)展中Interposer最優(yōu)解CoWoS核心價(jià)值在于interposer（中介層）的連通作用，Interposer當(dāng)前與未來面臨熱管理、結(jié)構(gòu)剛性等難題。根據(jù)北京大學(xué)、Nature等相關(guān)論文，當(dāng)前的Si和玻璃在材料特性上不及SiC與金剛石，而金剛石仍難以匹配芯片制造工藝，因此我們判斷，因?yàn)镾iC在性能與可行性兩方面的優(yōu)勢(shì)，有望成為未來CoWoSinterposer的最適宜替代材料。?

如CoWoS未來采用SiC，中國大陸SiC產(chǎn)業(yè)鏈有望重點(diǎn)受益如CoWoS未來將Interposer替換為SiC，且如按CoWoS

28年后35%復(fù)合增長率和70%替換SiC

來推演，則30年對(duì)應(yīng)需要超230萬片12吋SiC襯底，等效約為920萬片6吋，遠(yuǎn)超當(dāng)前產(chǎn)能供給。而中國大陸SiC具備投資規(guī)模、生產(chǎn)成本、下游支持的三大優(yōu)勢(shì)，未來有望重點(diǎn)受益。投資建議雖然材料替換仍需產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的進(jìn)一步推進(jìn)，但我們認(rèn)為趨勢(shì)上SiC有較大的可能獲得一個(gè)全新巨大的增長機(jī)遇，SiC襯底與設(shè)備公司有望重點(diǎn)受益。受益標(biāo)的：晶盛機(jī)電、晶升股份、天岳先進(jìn)、三安光電、通威股份、天富能源、華緯科技、宇晶股份等。風(fēng)險(xiǎn)提示新技術(shù)推進(jìn)不及預(yù)期、行業(yè)競爭加劇、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)等。2目錄一、英偉達(dá)、臺(tái)積電考慮使用SiC作為未來先進(jìn)封裝中介層二、為何英偉達(dá)和臺(tái)積電亟需解決CoWoS散熱問題三、為何SiC成為CoWoSinterposer主要考慮對(duì)象四、為何中國大陸SiC有望重點(diǎn)受益五、SiC襯底、設(shè)備相關(guān)企業(yè)概況六、投資建議七、風(fēng)險(xiǎn)提示3英偉達(dá)、臺(tái)積電有望在未來的先進(jìn)封裝中使用SiC?

根據(jù)行家說三代半，9月2日，據(jù)中國臺(tái)灣媒體報(bào)道，英偉達(dá)正計(jì)劃在新一代GPU芯片的先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)中采用12英寸碳化硅襯底，最晚將在2027年導(dǎo)入。圖：Interposer（中介層）是CoWoS封裝中重要組成圖：應(yīng)用材料在行業(yè)會(huì)議上提到了SiC替代硅中介層的應(yīng)用SiC要替代的硅中介層（SiliconInterposer）是CoWoS封裝平臺(tái)的核心部件之一。它是一片面積很大的硅片，硅片內(nèi)部有許多互連線（TSV硅通孔和布線），負(fù)責(zé)將這些小芯片彼此連接，并與封裝基板連接。4臺(tái)積電廣發(fā)英雄帖布局SiC，產(chǎn)業(yè)信息接踵而至?

近期相關(guān)報(bào)道頻出，我們認(rèn)為可能是臺(tái)積電期待產(chǎn)業(yè)鏈共同配合推進(jìn)。根據(jù)芯智訊，近期半導(dǎo)體業(yè)界傳出消息稱，臺(tái)積電正廣發(fā)“英雄帖”，號(hào)召設(shè)備廠與化合物半導(dǎo)體相關(guān)廠商參與，計(jì)劃將12英單晶碳化硅（SiC）應(yīng)用于散熱載板，取代傳統(tǒng)的氧化鋁、藍(lán)寶石基板或陶瓷基板。集邦

9月5日Semi-Asia

9月19日?以往碳化硅主要應(yīng)用在功率半導(dǎo)體、車用及儲(chǔ)能領(lǐng)域，如今已進(jìn)入新發(fā)展階段，例如在AR智能眼鏡（ARLens）鏡片及高端3DIC封裝中，需要碳化硅作為散熱材料，尤其是應(yīng)用在散熱載板這個(gè)部分。其中，3DIC封裝的碳化硅應(yīng)用有兩個(gè)可能方向，首先是散熱載板，將以「導(dǎo)電型SiC」優(yōu)先測試；下一階段則可能在硅中間層（SiliconInterposer）導(dǎo)入半絕緣型SiC。?過去SiC幾乎與電動(dòng)車功率元件劃上等號(hào)。然而，臺(tái)積電正推動(dòng)SiC跨入新應(yīng)用，例如導(dǎo)電型N型SiC作為散熱基板，在高效能處理器、AI中承擔(dān)熱擴(kuò)散角色；或者半絕緣型SiC為中介層（Interposer），以在芯片分割與chiplet設(shè)計(jì)，提供電性隔離與熱傳導(dǎo)兼顧的解決方案。這些新路徑，意味著SiC不再只是“電力電子的代名詞”，而是將成為AI與數(shù)據(jù)中心芯片“熱管理骨干”的基石材料。?集微

9月6日與非網(wǎng)

9月28日?在傳統(tǒng)應(yīng)用市場進(jìn)入調(diào)整期之際，AI領(lǐng)域?yàn)樘蓟鑾砹艘饬现獾男聶C(jī)遇。9月5日，據(jù)報(bào)道，為提升性能，英偉達(dá)在新一代Rubin處理器的開發(fā)藍(lán)圖中，計(jì)劃把CoWoS先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)的中間基板材料由硅換成碳化硅。目前臺(tái)積電邀請(qǐng)各大廠商共同研發(fā)碳化硅中間基板的制造技術(shù)。英偉達(dá)第一代Rubin

GPU仍會(huì)采用硅中間基板，不過據(jù)該公司計(jì)劃，最晚2027年，碳化硅就會(huì)進(jìn)入先進(jìn)封裝。碳化硅還被發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心中。5月20日，英偉達(dá)宣布，該公司將率先向800V

HVDC數(shù)據(jù)中心電力基礎(chǔ)設(shè)施過渡，并與英飛凌和納微達(dá)成了相關(guān)合作，意圖進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心電源能耗。據(jù)報(bào)道，這次電源架構(gòu)的革新將需要采用大量的碳化硅和氮化鎵器件。?英偉達(dá)的AI芯片（如

H100、H200）采用臺(tái)積電的

CoWoS先進(jìn)封裝技術(shù)，通過硅中介層集成多個(gè)芯片和高帶寬內(nèi)存（HBM）。然而，隨著算力提升，芯片功耗和發(fā)熱急劇增加。例如，H100的峰值功耗已超過700W，而

HBM堆疊層數(shù)的增加進(jìn)一步加劇了散熱壓力。傳統(tǒng)硅中介層的熱導(dǎo)率已難以滿足需求，而

SiC

的熱導(dǎo)率是硅的2-3倍，成為替代材料的理想選擇。英偉達(dá)計(jì)劃在下一代

Rubin處理器的CoWoS封裝中，逐步用

SiC中介層替代硅基材料。SiC不僅能提升散熱效率，還可通過非直線高深寬比通孔設(shè)計(jì)優(yōu)化布線密度，縮短互連長度，從而提升芯片性能和小型化水平。目前該技術(shù)仍處于研發(fā)階段。第一代Rubin

GPU預(yù)計(jì)仍采用硅中介層，但臺(tái)積電已聯(lián)合設(shè)備廠商開發(fā)配套的激光切割設(shè)備。行業(yè)預(yù)計(jì)，最晚到2027年，隨著設(shè)備到位和技術(shù)成熟，SiC將正式導(dǎo)入量產(chǎn)。?5中國臺(tái)灣股市反應(yīng)強(qiáng)烈，A股SiC板塊仍處于相對(duì)低位?

根據(jù)知新聞9月17日?qǐng)?bào)道，漢磊及嘉晶近期受惠碳化硅轉(zhuǎn)機(jī)題材大漲，今日同步亮登漲停。?

根據(jù)Wind數(shù)據(jù)顯示，中國臺(tái)灣股市SiC相關(guān)標(biāo)的在九月漲幅顯著，其中嘉晶更是連續(xù)4天漲停。?

回顧22年至今，A股SiC板塊經(jīng)歷了較長時(shí)間的下行期，我們認(rèn)為板塊整體處于相對(duì)低位。圖：中國臺(tái)灣地區(qū)SiC相關(guān)股票表現(xiàn)搶眼圖：A股SiC板塊處于相對(duì)低位180%0.80.60.40.2070%60%50%40%30%20%10%0%-0.2-0.4-0.6-0.8-1-10%環(huán)球晶圓嘉晶漢磊晶升股份晶盛機(jī)電天岳先進(jìn)三安光電聞泰科技宏微科技露笑科技6注：相關(guān)股價(jià)截止至10月7日目錄一、英偉達(dá)、臺(tái)積電考慮使用SiC作為未來先進(jìn)封裝中介層二、為何英偉達(dá)和臺(tái)積電亟需解決CoWoS散熱問題三、為何SiC成為CoWoSinterposer主要考慮對(duì)象四、為何中國大陸SiC有望重點(diǎn)受益五、SiC襯底、設(shè)備相關(guān)企業(yè)概況六、投資建議七、風(fēng)險(xiǎn)提示7英偉達(dá)算力芯片功率持續(xù)上升，對(duì)散熱提出更高要求?

根據(jù)Nvidia、KAIST、tomshardware，以單die維度，H100單位面積功率約0.86w/mm2，Rubin

約1.1w/mm2，下一代Feynman約1.2w/mm2，未來的架構(gòu)甚至將沖高至2w/mm2，將是H100的233%。?

我們認(rèn)為伴隨著多die和更多HBM的設(shè)計(jì)，熱傳導(dǎo)的壓力進(jìn)一步加大，材料中的熱導(dǎo)率等性能變得更加關(guān)鍵。圖：英偉達(dá)算力芯片預(yù)計(jì)將持續(xù)提高功率圖：預(yù)計(jì)英偉達(dá)GPU單位面積功率將大幅提升8芯片發(fā)展遭遇“功耗墻”制約，散熱是核心制約之一?

根據(jù)《高算力Chiplet的熱管理技術(shù)研究進(jìn)展》，在微處理器40多年的發(fā)展中，晶體管數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增加，但是典型的熱設(shè)計(jì)功耗（TDP）在最近20年基本保持在100~200W，導(dǎo)致芯片性能提升緩慢，集成電路發(fā)展受到“功耗墻”的嚴(yán)重制約。相比于SoC，基于異質(zhì)集成先進(jìn)封裝的Chiplet

可以實(shí)現(xiàn)更大面積、更多功能、更高密度的芯片集成，但也導(dǎo)致總熱功耗增加、熱分布不均、封裝中的熱輸運(yùn)困難，同時(shí)存在嚴(yán)重的多物理場耦合效應(yīng)，給熱管理帶來了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。?

根據(jù)Yole，英偉達(dá)和AMD在追求算力大幅提升的情況下，不得不繼續(xù)提高芯片功率。圖：芯片功率已成為制約芯片性能提升的關(guān)鍵因素之一圖：算力競賽下，英偉達(dá)和AMD芯片功率將持續(xù)提升9AI芯片與HBM存儲(chǔ)緊密結(jié)合，熱量堆積可能產(chǎn)生更多問題?

根據(jù)Nature，硅基器件中的熱傳輸基礎(chǔ)為了冷卻產(chǎn)生的熱點(diǎn)，熱量必須從產(chǎn)生點(diǎn)或局部最大值沿著系統(tǒng)中的熱梯度轉(zhuǎn)移。熱傳遞的兩個(gè)最重要的材料屬性是熱容和熱導(dǎo)率。傳統(tǒng)層間介電材料提供的熱絕緣進(jìn)一步阻礙了散熱，惡化了局部熱點(diǎn)問題。這些挑戰(zhàn)會(huì)導(dǎo)致結(jié)溫升高、器件性能下降以及過早失效的可能性增大。?

根據(jù)三星電子相關(guān)論文，HBM

的溫度升高可歸因于環(huán)境溫升（32%）、HBM

自身熱阻（19%）、HBM

上方散熱環(huán)境（約11%）以及來自ASIC

的熱耦合（38%）。圖：芯片熱量傳導(dǎo)并未單一方向圖：ASIC的AI芯片中HBM受到ASIC芯片大量的熱傳導(dǎo)10AI芯片因高速鏈接需求，基本上離不開CoWoS封裝?

根據(jù)Semianalysis，HBM

和CoWoS

是互補(bǔ)的。HBM

的高焊盤數(shù)量和短走線長度要求需要像CoWoS

這樣的2.5D

先進(jìn)封裝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)在PCB

甚至封裝基板上無法完成的如此密集、短的連接。CoWoS是主流的封裝技術(shù)，以合理的成本提供最高的互連密度和最大的封裝尺寸。由于目前幾乎所有的HBM系統(tǒng)都封裝在CoWoS

上，并且所有先進(jìn)的AI領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心GPU

都由臺(tái)積電封裝在CoWoS

上。都使用HBM，因此推論幾乎所有?

根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫，HBM（高帶寬內(nèi)存）已是AI

芯片的標(biāo)配，但它不是隨便一個(gè)封裝就能適配。HBM

必須與處理器核心超近距離、高帶寬連接，這需要極密的走線與超短的連接距離。CoWoS

通過中介層提供這樣的環(huán)境，讓HBM的帶寬（最高可達(dá)3.6TB/s）發(fā)揮到極致。圖：CoWoS能提供AI芯片必須的高速連接需求表：CoWoS封裝已成為主流AI芯片的標(biāo)配CompanyNVIDIAChipH100Package

formCoWoS-

SCoWoS-

SCoWoS-

LCoWoS-

LCoWoS-

LCoWoS-

RCoWoS-

RCoWoS-

SCoWoS-

SCoWoS-

SH200B200B300RubinInferentiaTrainium

2/3TPUAmazonBroadcomAMDMI300IntelGaudi2/311在高功率趨勢(shì)下，CoWoS中介層已面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)?

根據(jù)Semianalysis

24年8月的報(bào)道，Blackwell

家族在實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)方面遇到了重大問題。由于臺(tái)積電的封裝問題和英偉達(dá)的設(shè)計(jì)，原始Blackwell封裝的供應(yīng)受到限制。Blackwell封裝是第一個(gè)采用臺(tái)積電CoWoS-L技術(shù)封裝的大批量設(shè)計(jì)。?

根據(jù)Semianalysis，CoWoS-L

是一項(xiàng)更復(fù)雜的技術(shù)，出現(xiàn)了各種各樣的問題。其中一種是與在中介層中嵌入多個(gè)Bump有關(guān)，在有機(jī)中介層內(nèi)會(huì)導(dǎo)致各模塊之間的熱膨脹系數(shù)

（CTE）

不匹配，從而導(dǎo)致翹曲。圖：英偉達(dá)Blackwell芯片因高功率設(shè)計(jì)，在CoWoS封裝中遭遇熱匹配等問題12結(jié)論梳理：解決CoWoS封裝散熱問題成為AI算力芯片發(fā)展重要課題?

根據(jù)《大功率電力電子器件散熱研究綜述》，當(dāng)前大功率電力電子器件正朝著高功率水平、高集成度的方向發(fā)展，因此散熱問題不可避免的受到關(guān)注。已有研究表明，半導(dǎo)體芯片的溫度每升高10

℃，芯片的可靠性就會(huì)降低一半，器件的工作溫度越高，器件的生命周期越短。散熱問題持續(xù)制約芯片發(fā)展解決CoWoS封裝散熱問題成為AI算力芯片發(fā)展重要課題??“功耗墻”持續(xù)制約芯片性能發(fā)展，溫控對(duì)芯片性能表現(xiàn)和壽命至關(guān)重要；AI算力芯片多與HBM搭配，熱量堆積更影響AI算力芯片性能。AI芯片往高功率走的趨勢(shì)?英偉達(dá)、AMD等算力芯片持續(xù)往高功率發(fā)展，以求更高的算力性能。CoWoS中介層等面臨熱管理難題AI算力芯片標(biāo)配CoWoS?主流算力芯片基本標(biāo)配CoWoS封裝，尤其英偉達(dá)算力芯片全部使用CoWoS封裝。?英偉達(dá)Blackwell芯片因高功率設(shè)計(jì)，在CoWoS封裝中出現(xiàn)中介層翹曲等問題。13目錄一、英偉達(dá)、臺(tái)積電考慮使用SiC作為未來先進(jìn)封裝中介層二、為何英偉達(dá)和臺(tái)積電亟需解決CoWoS散熱問題三、為何SiC成為CoWoS

interposer主要考慮對(duì)象四、為何中國大陸SiC有望重點(diǎn)受益五、SiC襯底、設(shè)備相關(guān)企業(yè)概況六、投資建議七、風(fēng)險(xiǎn)提示14CoWoS成為算力發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，英偉達(dá)表示其無可替代?

根據(jù)《Reliability

Improvement

Research

of2.5D

CoWoS

package》，2.5D

CoWoS封裝采用中介層互連技術(shù)，使用C2W（芯片到晶圓）技術(shù)將ASIC、HBM和中介層連接為一個(gè)整體，再與基板連接，實(shí)現(xiàn)芯片、中介層和基板之間的互連。CoWoS技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)更高集成度、更小封裝尺寸、更短互連路徑，以優(yōu)化線寬和間距利用，提高傳輸速率，降低損耗和延遲。?

根據(jù)天天IC，英偉達(dá)CEO黃仁勛在今年5月的采訪中表示，CoWoS是非常先進(jìn)的技術(shù)，“在目前除了CoWoS，我們無法有其他選擇”。圖：CoWoS可分為CoW（Chipon

Wafer）和WoS（Wafer

onSubstrate）兩部分圖：英偉達(dá)H100采用了CoWoS-S的封裝，集成了GPU與HBMCoWWoS15資料：《Reliability

Improvement

Researchof

2.5D

CoWoS

package》、Yole、華西證券研究所CoWoS制造流程?

根據(jù)Semianalysis，Interposer（中介層）的制造類似于傳統(tǒng)的前端晶圓制造。TSV為了形成TSV，晶圓涂有光刻膠，然后使用光刻技術(shù)進(jìn)行圖樣化。然后使用深度反應(yīng)性離子蝕刻（DRIE）將TSV蝕刻到硅中，以實(shí)現(xiàn)高縱橫比蝕刻。絕緣層（SiOX、SiNx）和阻隔層（Ti或TA）使用化學(xué)氣相沉積（CVD）沉積。然后使用物理氣相沉積

（PVD）沉積銅種子層。然后使用電化學(xué)沉積（ECD）

用銅填充溝槽以形成TSV。Interposer核心流程RDLTSV制造完成后，在晶圓的頂部形成再分布層（RDL）。將RDL視為將各種有源芯片連接在一起的多層電線。每個(gè)RDL由一個(gè)較小的過孔和實(shí)際的RDL組成。通過PECVD沉積二氧化硅（SiO2），然后涂覆光刻膠并使用光刻對(duì)RDL進(jìn)行圖案化，然后使用反應(yīng)離子蝕刻去除RDL過孔的二氧化硅。重復(fù)此過程多次，以在頂部形成較大的RDL層。16CoWoS核心價(jià)值在于interposer（中介層）的連通作用?

根據(jù)廣電計(jì)量，CoWoS是由Chip

on

Wafer

on

Substrate縮寫而來，即先將各主芯片和儲(chǔ)存器集成堆疊到無源的Wafer（中介層）上，再將CoW部分封裝在有機(jī)載板Substrate上。?

Interposer上的RDL使得各芯片之間的電信號(hào)可以直接交流，并通過Interposer中的硅通孔（TSV）傳輸?shù)接袡C(jī)載板以完成與外界的連接。這種封裝形式具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、減小器件所占用的面積，充分利用縱向空間，降低功耗；2、縮短各芯片之間的電信號(hào)傳輸距離，減少導(dǎo)線寄生電容的影響。圖：CoWoS核心價(jià)值在于interposer（中介層）的連通作用圖：2.5D封裝切片制樣裂紋的典型形貌在切片制樣過程中極易出現(xiàn)研磨導(dǎo)致金屬布線層出現(xiàn)Crack，嚴(yán)重的甚至?xí)菇饘俨季€層與襯底直接分層。17CoWoS核心在于interposer，目前可劃分為S、R、L三種類型?

根據(jù)洞見熱管理，CoWoS技術(shù)根據(jù)中介層所采用的材料不同，可分為CoWoS-S（硅中介層）、CoWoS-R（RDL重布線）和CoWoS-L（LSI，重布線+部分硅中介層）三種類型。?

隨著CoWoS封裝在高性能計(jì)算（HPC）芯片上的廣泛應(yīng)用，其熱管理問題正成為影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能釋放的關(guān)鍵瓶頸。與傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)相比，CoWoS具備更高的集成密度和更復(fù)雜的堆疊結(jié)構(gòu)，熱流通路不再是單一方向的導(dǎo)熱，而是需要穿越多個(gè)功能層、封裝材料和界面接觸面。熱路徑中任何一層導(dǎo)熱性能的不匹配，都可能導(dǎo)致局部熱點(diǎn)、熱阻疊加，進(jìn)而限制芯片頻率提升與長期可靠性。圖：CoWoS根據(jù)interposer（中介層）的不同可分為三種類型表：三種CoWoS熱管理的對(duì)比封裝類型CoWoS-SSi垂直熱路徑

InterposerCoWoS-RCoWoS-LRDL+

Si局部+

模Underfill+

塑層+LSISubstrate

+Substrate主要材料+C4+Substrate垂直熱通道熱阻中等較高（較多層）

（塑料層多）（區(qū)域差異）可優(yōu)化好差較好側(cè)向熱擴(kuò)展能力（硅橫向?qū)?/p>

（PSPI熱導(dǎo)

（局部硅有熱好）

低）

優(yōu)勢(shì)）PSPI熱阻大、

TIM與封裝整體熱

Molding界面結(jié)構(gòu)熱優(yōu)化

中介層厚度、難點(diǎn)

焊點(diǎn)熱阻通道受限穩(wěn)定性18三種CoWoS熱管理的特點(diǎn)CoWos-S上行為散熱路徑：SoC頂部通過TIM與外部散熱器/蓋板連接，是主要熱釋放方向；下行路徑中SiInterposer為硅材質(zhì)，有較高熱導(dǎo)率（約100-150

W/mK），但其橫向擴(kuò)展面積較大，有一定散熱作用，但熱量最終還是需穿越多個(gè)熱阻層（C4bump、基板、焊料球）傳至PCB；CoWoS-S結(jié)構(gòu)下熱路徑較長、層級(jí)較多，每層材料（如NCF、Underfill）均有熱阻積累。CoWos-R去除了SiInterposer，減少了一個(gè)導(dǎo)熱界面。RDL重布線層通常由聚酰亞胺/PSPI與銅層構(gòu)成，熱導(dǎo)率遠(yuǎn)低于硅中介層（PSPI約0.3~0.5

W/m·K），成為熱瓶頸之一。此結(jié)構(gòu)封裝更輕薄、更經(jīng)濟(jì)，但熱通道變窄、熱擴(kuò)展路徑受限，適合中等功率芯片或結(jié)合主動(dòng)散熱手段（如金屬蓋板/VC等）進(jìn)行優(yōu)化。CoWos-L采用混合結(jié)構(gòu)，將Si

Interposer與RDL結(jié)合，局部引入硅中介層提升熱導(dǎo)性，同時(shí)通過模塑封裝加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。LSI區(qū)塊內(nèi)部集成被動(dòng)器件（IPD），可能引入一定發(fā)熱，同時(shí)也會(huì)形成熱阻點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是兼顧熱性能與良率，可進(jìn)行定制化熱優(yōu)化。對(duì)TIM、模塑材料（Molding）與Underfill提出更高熱傳導(dǎo)與可靠性要求。19Interposer的材料選擇對(duì)芯片散熱起到重要作用?

根據(jù)IBM的測試，玻璃中介層FCPBGA的邏輯芯片溫度比硅中介層FCPBGA高約14℃，這僅僅是因?yàn)椴Ａе薪閷拥臒釋?dǎo)率較低?？梢钥吹綗崃吭诜庋b芯片中四處發(fā)散，在同等條件下熱導(dǎo)系數(shù)更低的interposer材質(zhì)，能使整體溫度更低。表：SiC的熱、電特性在常見的材料中表現(xiàn)突出圖：熱導(dǎo)率高的interposer材料利于解決芯片熱量堆積參數(shù)4H-SiC490SiGaN2103.392.09.03.3Ga?O?27AlN210Diamond22005.543.0熱導(dǎo)率Thermalconductivity(W/(m·K))1301.11.011.50.3帶隙Bandgap(eV)漂移速度Drift3.24.86.422.62.02.4?Velocity(10

cms?1)介電常數(shù)Permittivity9.710.08.08-101.45.5擊穿場強(qiáng)Breakdown

fieldstrength(MV·cm?1)3.010電子遷移率Electronmobility(cm2·V?1·s?1)947140010003006002200熱膨脹系數(shù)Coefficientofthermalexpansion(10??K?1)4.39.52.675.395.15-64.51.110莫氏硬度Moh'shardness8-1020SiC用作Interposer的熱性能有望高于現(xiàn)有的硅和玻璃?

根據(jù)北京大學(xué)的相關(guān)論文，其制備的熱管interposer在散熱性能上顯著優(yōu)于硅與玻璃，證明了SiC襯底作為大功率器件散熱主題材料的潛力。雖然和CoWoS的interposer有差異，但從側(cè)面驗(yàn)證了SiC在作為CoWoS中interposer的性能與可行性。表：硅已經(jīng)是當(dāng)前先進(jìn)封裝中熱性能較突出的材料表：北京大學(xué)制備的SiC熱管interposer性能顯著優(yōu)于硅與玻璃Silicon（硅）Organic（有機(jī)）Glass（玻璃）基板（Substrate）SiCSi/Glass

Si/GlassMaterial（材料）Electrical（電氣）Mechanical（機(jī)械）冷卻腔尺寸（Coolingcavitysize(mm3)17501,8302,000中中優(yōu)差優(yōu)中冷卻劑（Coolant）Water12Water1Water2熱點(diǎn)數(shù)量（Hotspotnumber）Thermal（熱特性）Physical（物理）優(yōu)優(yōu)差中中優(yōu)0.167–0.178(axial)/0.157–0.163(radial)熱阻（Thermalresistance(℃/W)）1.6/SupplyChain（供應(yīng)鏈）中差優(yōu)中差優(yōu)Cost（成本）臨界熱流密度（CHF(W/cm2)）160±5/150CommercialApplications（商業(yè)應(yīng)用）最大散熱功率（Maximumheatdissipationpower(W)）優(yōu)中差2761821±221隨著Interposer的變大，CoWoS的硅中介層還面臨開裂等難題?

根據(jù)Semianalysis，因?yàn)楣柚薪閷釉絹碓诫y以擴(kuò)展，MI300

CoWoS-S

可能接近單個(gè)硅中介層的極限。這是因?yàn)楣柚薪閷拥拇嗳跣?，這種硅中介層厚度僅為100

微米，當(dāng)中介層在工藝過程中縮放到更大的尺寸時(shí)，存在分層或開裂的風(fēng)險(xiǎn)。圖：Interposer的面積要大于GPU，所以其對(duì)大面積光刻有更高要求圖：先進(jìn)封裝的面積將會(huì)越來越大22金剛石仍難以匹配芯片制造工藝，使其目前還難以成為Interposer的選擇?

根據(jù)Nature

25年8月新文章，金剛石無論是單晶或是多晶，在IC散熱領(lǐng)域應(yīng)用仍存在較多可行性問題。?

Interposer的制造需要經(jīng)歷光刻等制造工藝，且對(duì)材料的要求高。根據(jù)Semianalysis，芯片的最大尺寸通常為26

毫米x

33

毫米，因?yàn)楣饪坦ぞ叩莫M縫/掃描將該尺寸最大化。由于僅GPU

芯片就接近這個(gè)限制，并且還需要將HBM

安裝在它周圍，因此中介層需要很大。?

未來的先進(jìn)封裝對(duì)光刻等制造工藝還提出了更高要求。根據(jù)Veeco，未來五年內(nèi)互連密度要求不斷提高，將推動(dòng)對(duì)更小線路/空間要求的需求。這些要求正在影響用于創(chuàng)建先進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)的封裝技術(shù)。特別是，光刻和相關(guān)的濕法工藝在整個(gè)工藝領(lǐng)域都面臨著挑戰(zhàn)，從凸塊、柱子和RDL

到貫穿硅通孔

（TSV）、中介層和混合鍵合。?

因此我們認(rèn)為在金剛石在尚未能解決芯片制造（如光刻、刻蝕、鍍膜等）的基本要求之前，還難以成為interposer的選項(xiàng)。圖：先進(jìn)封裝的Interposer也需經(jīng)歷光刻等常規(guī)芯片制造流程單晶金剛石

Single-crystallinediamondSCD與標(biāo)準(zhǔn)IC工藝不兼容，這限制了它們?cè)跓峁芾碇械膽?yīng)用。例如SCD通過鍵合或直接在SCD襯底上生長GaN作為散熱器來有效降低器件溫度。然而，大的品格和熱膨脹不匹配通常會(huì)導(dǎo)致晶片開裂。聚晶金剛石

Polycrystallinediamond大面積PCD生長仍未充分開發(fā)，界面處的應(yīng)力和翹曲造成了問題，尤其是對(duì)于較大的基板。盡管由于沒有品格匹配要求，PCD生長比SCD簡單，但是這些界面問題需要解決。23SiC成為解決Interposer痛點(diǎn)的重要方向?

根據(jù)Semivision，芯片的內(nèi)部熱路徑涉及多層——硅襯底、金屬互連、微凸塊、底部填充、熱界面材料

（TIM）

等。由于這些分層的熱界面，熱量無法

100%

有效地傳遞到蓋子上，從而導(dǎo)致局部“熱點(diǎn)”。

這種累積熱阻是限制芯片最大功率輸出的主要因素之一。提高熱傳導(dǎo)效率第一個(gè)關(guān)鍵在于縮短熱路徑并降低每層的界面熱阻，并結(jié)合引入高導(dǎo)熱材料，例如：SiC

襯底等。?

近些年P(guān)iotr

Mackowiak、Jared

E.

Payne等團(tuán)隊(duì)已在SiC的interposer上做了通孔、Bonding等相關(guān)研究，我們認(rèn)為SiC用于先進(jìn)封裝領(lǐng)域的interposer做了較好的理論指導(dǎo)，結(jié)合SiC產(chǎn)業(yè)鏈在功率器件領(lǐng)域多年的芯片制造經(jīng)驗(yàn)，SiC作為CoWoS的Si

interposer未來替代者已具備一定的理論和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。圖：SiC

interposer通孔、Bonding等相關(guān)研究資料：《Investigation

and

Modeling

of

Etching

Through

Silicon

Carbide

Vias

(TSiCV)for

SiC

Interposerand

Deep

SiC

Etching

for

Harsh

Environment

MEMS

by

DoE》、Nature、華西證券研究所24SiC在散熱和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)上優(yōu)于當(dāng)前的Si材質(zhì)?

根據(jù)Semisam，英偉達(dá)和臺(tái)積電要嘗試開發(fā)SiC襯底主要有兩個(gè)原因：一是散熱，僅HBM

產(chǎn)生的熱量就很大，GPU

本身也會(huì)產(chǎn)生大量熱量。所需的熱規(guī)格已經(jīng)變得如此苛刻，以至于傳統(tǒng)的硅中介層已經(jīng)達(dá)到了極限；二是其非凡的強(qiáng)度，與易碎的玻璃基板不同，SiC

的堅(jiān)固性要高得多。表：SiC在熱性能、硬度等關(guān)鍵的指標(biāo)上更是強(qiáng)于Si圖：SiC的材料特性顯著優(yōu)于Si碳化硅晶圓（SiliconCarbideWafer）性能（Property）硅晶圓（SiliconWafer）莫氏硬度（Mohs

Hardness）密度（Density）6.59.52.33

g/cm31414°C3.21

g/cm32700°C熔點(diǎn)（MeltingPoint）熱導(dǎo)率（ThermalConductivity）148W/m·K490W/m·K帶隙能（BandgapEnergy）1.1eV2.3-3.3eV化學(xué)穩(wěn)定性（ChemicalStability）相對(duì)活潑（RelativelyReactive）極高（ExtremelyHigh）高溫下形成SiO?和CO?（FormsSiO?

andCO?

atHighTemperatures）與氧氣反應(yīng)（Reaction

withOxygen）易形成SiO?（Forms

SiO?Easily）與氟氣反應(yīng)（Reaction

withFluorine）易形成SiF?（Forms

SiF?Easily）高能量下緩慢反應(yīng)（SlowReactionat

HighEnergy）與氯氣反應(yīng)（Reaction

with

形成揮發(fā)性化合物（FormsChlorine）

VolatileCompounds）高能量下緩慢反應(yīng)（SlowReactionat

HighEnergy）25SiC通孔有望實(shí)現(xiàn)高深寬比，進(jìn)一步契合先進(jìn)封裝未來高速、降溫方向?

根據(jù)Nature，3D

集成涉及使用具有導(dǎo)電晶圓通孔

（TWV）

的中介層芯片，該芯片集成了兩個(gè)或多個(gè)小芯片。這些小芯片可以連接到中介層的同一側(cè)和/或不同側(cè)。TWV

提供小芯片之間的電氣互連。為了實(shí)現(xiàn)高性能，小芯片之間需要高密度的互連。中介層中TWV

密度的極限由TWV

的最大縱橫比決定，許多高縱橫比通孔研究都使用硅作為其TWV

襯底。然而，由于連接的小芯片會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此需要具有高導(dǎo)熱性的中介層來實(shí)現(xiàn)高性能。單晶碳化硅

（SiC）

是一種具有高導(dǎo)熱性的半導(dǎo)體，這種屬性可提供高散熱性。圖：SiC可制備高深寬比且非線性的通孔，加快傳輸速度并降低散熱難度JaredE.

Payne等人提出了一種利用SiC中的非線性光學(xué)效應(yīng)的新型光電化學(xué)蝕刻方法增加通過SiC晶圓的過孔縱橫比的技術(shù)。使用這種技術(shù)創(chuàng)建的TWV

的縱橫比可以非常高，大于100：1。更重要的是，所展示的技術(shù)能夠制造非視距通孔。由于延遲與長度的平方成正比，因此即使電阻增加，較高的縱橫比過孔也會(huì)降低互連延遲。此外，3D蝕刻功能支持的TWV允許芯片之間最直接的連接路徑，從而提高速度，降低功耗，并降低所需的散熱。26SiC在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上也勝于Si，減少此前開裂、翹曲等問題?

根據(jù)Semivision，在

CoWoS-S

中，硅中介層與

TSV

相結(jié)合可提供出色的信號(hào)和電源完整性。然而，一旦中介層尺寸超過光罩邊界，產(chǎn)量和機(jī)械脆性風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)急劇上升。臺(tái)積電正在探索使用單晶碳化硅（SiC）作為中介層或襯底，旨在利用SiC卓越的導(dǎo)熱性和機(jī)械堅(jiān)固性來增強(qiáng)散熱和可靠性，同時(shí)克服硅中介層固有的尺寸和材料限制。?

根據(jù)《Nonlinear

Thermal

Stress/Strain

Analyses

ofThrough

SiC

Via》，SiC中介層在界面處比硅中介層具有更高徑向應(yīng)力和更小軸向應(yīng)變。圖：SiC的interposer在應(yīng)力方面的表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)Siinterposer資料：《Nonlinear

Thermal

Stress/Strain

Analyses

of

Through

SiC

Via》、華西證券研究所27SiC在Interposer上的應(yīng)用有望進(jìn)一步擴(kuò)展未來先進(jìn)封裝的性能邊界?

根據(jù)Piotr

Mackowiak等人的論文，介紹了碳化硅（SiC）干法蝕刻工藝的開發(fā)與優(yōu)化主要成果，研究成果應(yīng)用于開發(fā)200μm厚帶銅金屬化的SiC中介層，所開發(fā)的蝕刻技術(shù)利用了SiC優(yōu)異的電學(xué)和機(jī)械性能，為寬禁帶襯底的3D集成提供了多種應(yīng)用可能。?

根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫，SiC中介層的優(yōu)勢(shì)十分顯著：熱導(dǎo)率達(dá)

490W/mK（是硅的3倍以上），熱膨脹系數(shù)（4.3ppm/℃）與芯片材料高度契合，既能高效散熱，又能保障封裝穩(wěn)定性。圖：SiC的interposer為芯片集成提供了更多可能性表：SiC的interposer有望有效提升算力芯片的散熱性及性能采用SiCinterposer后工作溫度散熱成本芯片壽命互聯(lián)距離H100芯片可從95℃降至75℃降低30%延長2倍縮短50%提升20%傳輸速度注：數(shù)據(jù)源于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫的相關(guān)報(bào)道資料：《Investigation

and

Modeling

of

Etching

Through

Silicon

Carbide

Vias

(TSiCV)for

SiC

Interposerand

Deep

SiC

Etching

for

Harsh

Environment

MEMS

by

DoE》、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫、華西證券研究所28結(jié)論梳理：SiC有望成為未來CoWoS發(fā)展中Interposer最優(yōu)解CoWoS散熱問題亟?熱導(dǎo)率不足硅/玻璃SiC有望成為未來CoWoS發(fā)展中需解決?

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足Interposer當(dāng)前與未來面臨熱管理、結(jié)構(gòu)剛性等難題CoWoS中最核心的是Interposer?

尚未有成熟的金剛石芯片制造工藝Interposer最優(yōu)解?

算力芯片功率不斷上升，Siinterposer已面臨熱匹配等難題；?

Interposer不斷變大，Si的結(jié)構(gòu)剛性難以繼續(xù)支撐。SiC（碳化硅）?

出色的材料特性熱導(dǎo)率、硬度、寬禁帶等。?

匹配的可行性理論支撐+多年功率芯片產(chǎn)業(yè)積累等。?

符合CoWoS未來的趨勢(shì)高功率、高速、大尺寸Interposer等。29目錄一、英偉達(dá)、臺(tái)積電考慮使用SiC作為未來先進(jìn)封裝中介層二、為何英偉達(dá)和臺(tái)積電亟需解決CoWoS散熱問題三、為何SiC成為CoWoSinterposer主要考慮對(duì)象四、為何中國大陸SiC有望重點(diǎn)受益五、SiC襯底、設(shè)備相關(guān)企業(yè)概況六、投資建議七、風(fēng)險(xiǎn)提示30CoWoS需求巨大，如替換成SiC將有望激發(fā)巨大市場增量?

根據(jù)Bloomberg，24-27年CoWoS的產(chǎn)能預(yù)計(jì)復(fù)合增長率為58%，到27年將達(dá)到137萬片/年，如按后續(xù)35%的增長推算，至30年產(chǎn)能有望達(dá)到337萬片。?

根據(jù)國產(chǎn)碳化硅，2025年：全球碳化硅襯底（6英寸等效）年產(chǎn)能預(yù)計(jì)超過300萬片，其中中國占比約30~40%。2028年預(yù)測：全球碳化硅功率器件市場規(guī)模達(dá)91.7億美元，對(duì)應(yīng)襯底需求超過500萬片/年。?

我們判斷如按70%

CoWoS替換SiC

interposer來推演，則30年對(duì)應(yīng)需要超230萬片12吋SiC襯底，等效約為920萬片6吋，遠(yuǎn)超當(dāng)前產(chǎn)能供給。圖：當(dāng)前CoWoS在12英寸硅片的interposer進(jìn)行封裝圖：CoWoS產(chǎn)能未來有望持續(xù)大幅增長TSMCCoWoS產(chǎn)能（萬片晶圓）40035030025020015010050337按35%復(fù)合增長率推演250CoWoS的產(chǎn)能所指的就是12英寸Interposer的消耗量Bloomberg預(yù)計(jì)58%復(fù)合增長率1851371036635130202320242025E2026E2027E2028E2029E2030E31資料：《Assembly

Challenges

in

Developing

3D

IC

Package

withUltra

High

Yield

and

HighReliability》、Bloomberg、華西證券研究所中國大陸在SiC襯底的投入較大，具備產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)?

我們判斷普遍而言因長晶爐設(shè)備設(shè)計(jì)關(guān)系、CoWoS制程要求等，用于CoWoS

Interposer的SiC大多需要新建產(chǎn)能，則可能會(huì)進(jìn)一步拉大供需差距，從而推動(dòng)行業(yè)加快12吋SiC發(fā)展。公司名稱產(chǎn)能(萬片/年)

項(xiàng)目狀態(tài)8吋情況12吋情況成功研制12吋半絕緣型、N型、P型碳化硅襯底中國大陸地區(qū)山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司41.02投產(chǎn)批量生產(chǎn)北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司中國電子科技集團(tuán)37.127.5投產(chǎn)+在建投產(chǎn)+在建批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)推出12吋熱沉級(jí)碳化硅襯底成功研制出12吋半絕緣、N型碳化硅襯底2024年，南砂晶圓8吋碳化硅北方基地項(xiàng)目正式投產(chǎn)25年，年產(chǎn)20萬片8吋碳化硅襯底項(xiàng)目啟動(dòng)，

2027年全部投產(chǎn)廣州南砂晶圓半導(dǎo)體技術(shù)有限公司河北同光半導(dǎo)體股份有限公司山西爍科晶體有限公司3020投產(chǎn)投產(chǎn)+規(guī)劃投產(chǎn)展示了12吋導(dǎo)電型碳化硅襯底12吋導(dǎo)電型晶錠(SEMICON

China展會(huì))成功研制出12吋高純半絕緣

N型碳化硅16.8批量生產(chǎn)襯底12吋碳化硅長晶爐正在爐體組裝和工藝調(diào)試階段，預(yù)計(jì)25年第三季度正式投放海外頭部廠商山西天成半導(dǎo)體材料有限公司1.2投產(chǎn)批量生產(chǎn)市場公司首條12英寸碳化硅襯底加工中試線在子公司浙江晶瑞SuperSiC正式通線公司的12吋碳化硅襯底尚處于研發(fā)階段，浙江晶盛機(jī)電股份有限公司三安光電股份有限公司90投產(chǎn)+在建投產(chǎn)+在建規(guī)?；慨a(chǎn)68.48吋襯底及外延小規(guī)模量產(chǎn)已生產(chǎn)出工程樣品公司名稱產(chǎn)能(萬片/年)8吋情況工廠北京晶格領(lǐng)域半導(dǎo)體有限公司鑫笑半導(dǎo)體材料有限公司深圳國碩半導(dǎo)體科技有限公司安徽微芯長江半導(dǎo)體材料有限公司江蘇集芯先進(jìn)材料有限公司29.52724151513.5111083投產(chǎn)+規(guī)劃投產(chǎn)+規(guī)劃在建投產(chǎn)在建投產(chǎn)+在建投產(chǎn)///////美國紐約州莫霍谷工廠美國北卡羅來納州工廠德國薩爾州工廠8吋碳化硅襯底研發(fā)中Wolfspeed(Cree)80-100批量生產(chǎn)//出售8吋碳化硅襯底小批量生產(chǎn)研發(fā)8吋碳化硅襯底批量生產(chǎn)出售8吋碳化硅襯底/突破8吋碳化硅關(guān)鍵技術(shù)/II-VI(CoherentCrop)中國高意工廠美國伊斯頓工廠

瑞典基斯塔工廠浙江東尼電子股份有限公司30-4030-40批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)山東粵海全半導(dǎo)體科技有限公司哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司中電化合物半導(dǎo)體有限公司投產(chǎn)投產(chǎn)投產(chǎn)投產(chǎn)在建投產(chǎn)投產(chǎn)投產(chǎn)日本宮崎縣工廠福岡縣工廠羅姆(ROHM)河北天達(dá)晶陽半導(dǎo)體技術(shù)股份有限公司合肥世紀(jì)全芯半導(dǎo)體有限公司蕪湖予麥半導(dǎo)體科技有限公司浙江晶越半導(dǎo)體有限公司江蘇超芯星半導(dǎo)體有限公司寧波合盛新材料有限公司杭州乾晶半導(dǎo)體有限公司浙江博藍(lán)特半導(dǎo)體科技股份有限公司////意大利卡塔尼亞工廠新批量生產(chǎn)

加坡宏茂橋

重慶(三安光電合資)33意法半導(dǎo)體(ST)安森美(Onsemi)20-301.2未知未知未知未知出售8吋導(dǎo)電型碳化硅襯底批量生產(chǎn)20-3010-20批量生產(chǎn)

捷克工廠韓國富川工廠馬來西亞居林工廠奧地批量生產(chǎn)研制成功英飛凌(infineon)在建在建批量生產(chǎn)利菲拉赫工廠//32SiC襯底制造流程和對(duì)應(yīng)主要設(shè)備圖：SiC襯底長晶圖：SiC襯底制造與對(duì)應(yīng)主要設(shè)備長晶切割研磨、拋光拋光機(jī)長晶爐切割機(jī)33中國大陸SiC具備生產(chǎn)成本和下游支持的優(yōu)勢(shì)?

我們認(rèn)為在整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)鏈中，我國具備生產(chǎn)成本、下游支持等優(yōu)勢(shì)。?

生產(chǎn)成本：參照天岳先進(jìn)港股招股書顯示，除去折舊攤銷后，生產(chǎn)成本中近兩成均為人工和水電成本，而我國具備更強(qiáng)、更充足的的生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)。?

下游支持：目前SiC產(chǎn)業(yè)大多應(yīng)用于新能源車領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開下游產(chǎn)業(yè)鏈的支持，而我國是全球新能源車產(chǎn)業(yè)鏈的最核心玩家，因此能更好的協(xié)助SiC產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?？鄢叟f攤銷后生產(chǎn)SiC襯底成本的占比（以天岳先進(jìn)為例）16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%15.2%11.9%10.5%8.7%6.0%4.0%2.0%0.0%20232024人工占比水電占比34結(jié)論梳理：如CoWoS未來采用SiC，中國大陸SiC產(chǎn)業(yè)鏈有望重點(diǎn)受益如CoWoS未來采用SiC，中國大陸SiC產(chǎn)業(yè)鏈有望重點(diǎn)受益如CoWoS未來將Interposer替換為SiC需新增大量SiC襯底產(chǎn)能以滿足CoWoS需求SiC襯底環(huán)節(jié)中國大陸具備成本與產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)?

如按70%CoWoS替換SiC

和35%復(fù)合增長率來推演，則30年對(duì)應(yīng)需要超230萬片12吋SiC襯底，等效約為920萬片6吋，遠(yuǎn)超當(dāng)前產(chǎn)能供給。?

投資規(guī)模中國大陸在SiC襯底產(chǎn)業(yè)的投資更大。?

生產(chǎn)成本除去折舊攤銷后，生產(chǎn)成本中近兩成均為人工和水電成本。?

下游支持目前SiC產(chǎn)業(yè)大多應(yīng)用于新能源車領(lǐng)域，而我國是全球新能源車產(chǎn)業(yè)鏈的最核心玩家。35目錄一、英偉達(dá)、臺(tái)積電考慮使用SiC作為未來先進(jìn)封裝中介層二、為何英偉達(dá)和臺(tái)積電亟需解決CoWoS散熱問題三、為何SiC成為CoWoSinterposer主要考慮對(duì)象四、為何中國大陸SiC有望重點(diǎn)受益五、SiC襯底、設(shè)備相關(guān)企業(yè)概況六、投資建議七、風(fēng)險(xiǎn)提示36晶盛機(jī)電：SiC設(shè)備、襯底雙布局?

晶盛機(jī)電圍繞硅、藍(lán)寶石、碳化硅三大主要半導(dǎo)體材料開發(fā)一系列關(guān)鍵設(shè)備，并延伸至化合物襯底材料領(lǐng)域，為半導(dǎo)體、光伏行業(yè)提供全球極具競爭力的高端裝備和高品質(zhì)服務(wù)。?

公司始終堅(jiān)持先進(jìn)材料、先進(jìn)裝備雙引擎可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略定位，形成了裝備+材料協(xié)同發(fā)展的良性產(chǎn)業(yè)布局，主營業(yè)務(wù)產(chǎn)品涉及半導(dǎo)體裝備、半導(dǎo)體襯底材料以及半導(dǎo)體耗材及零部件領(lǐng)域。圖：晶盛機(jī)電主要業(yè)務(wù)圖：晶盛機(jī)電Q3利潤與毛利有所改善60.060.0050.0040.0030.0020.0010.000.0050.040.030.020.010.00.0-10.0-10.001Q242Q243Q244Q241Q252Q253Q25營業(yè)總收入（億元）歸屬母公司股東的凈利潤（億元）銷售毛利率(%，右軸)37晶盛機(jī)電：大力布局襯底產(chǎn)能，率先進(jìn)入12英寸領(lǐng)域?

公司積極布局碳化硅產(chǎn)能，在上虞布局年產(chǎn)30萬片碳化硅襯底項(xiàng)目；并基于全球碳化硅產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展前景和廣闊市場，在馬來西亞檳城投建8英寸碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，進(jìn)一步強(qiáng)化公司在全球市場的供應(yīng)能力；同時(shí)，在銀川投建年產(chǎn)60萬片8英寸碳化硅襯底片配套晶體項(xiàng)目，不斷強(qiáng)化公司在碳化硅襯底材料領(lǐng)域的技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)。?

9月26日，首條12英寸碳化硅襯底加工中試線在晶盛機(jī)電子公司浙江晶瑞SuperSiC正式通線，至此，浙江晶瑞SuperSiC真正實(shí)現(xiàn)了從晶體生長、加工到檢測環(huán)節(jié)的全線設(shè)備自主研發(fā)，100%國產(chǎn)化，標(biāo)志著晶盛在全球SiC襯底技術(shù)從并跑向領(lǐng)跑邁進(jìn)，邁入高效智造新階段。圖：晶盛機(jī)電12英寸中試線通線圖：晶盛機(jī)電設(shè)備基本涵蓋SiC產(chǎn)業(yè)主要環(huán)節(jié)38晶升股份：專注長晶設(shè)備，外延至相關(guān)設(shè)備?

晶升股份專注于晶體生長設(shè)備和材料制備技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，重點(diǎn)攻克大尺寸半導(dǎo)體級(jí)單晶硅爐、碳化硅（SiC）長晶爐、襯底加工設(shè)備及外延生長設(shè)備等關(guān)鍵裝備的技術(shù)難題。通過持續(xù)創(chuàng)新，突破國外技術(shù)壟斷，推動(dòng)半導(dǎo)體高端裝備國產(chǎn)化，保障了我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全。?

公司的碳化硅晶體生長設(shè)備為核心業(yè)務(wù)之一，公司敏銳洞察到客戶對(duì)襯底材料“提質(zhì)降本”的核心訴求，積極推動(dòng)技術(shù)鏈延伸，構(gòu)建了從碳化硅粉料合成、晶體生長、晶錠加工到外延生長的全流程設(shè)備供應(yīng)能力，為客戶提供一站式、高效率、高可靠性的裝備支持，助力碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進(jìn)程。圖：晶升股份長晶爐圖：晶升股份Q3毛利率大幅改善1.4035.0030.0025.0020.0015.0010.005.001.201.000.800.600.400.200.00-0.200.00-5.001Q242Q243Q244Q241Q252Q253Q25營業(yè)總收入（億元）歸屬母公司股東的凈利潤（億元）銷售毛利率(%，右軸)39晶升股份：SiC相關(guān)設(shè)備齊全長晶長晶爐切割研磨、拋光拋光機(jī)粉料合成機(jī)切割機(jī)外延機(jī)減薄機(jī)40晶升股份：率先布局CoWoS領(lǐng)域，長晶爐設(shè)備積累深厚?

公司的SiC長晶設(shè)備優(yōu)化高溫長晶爐的溫場控制與生長速率，提升晶體良率和尺寸（覆蓋6英寸至12英寸）。?

根據(jù)晶升股份，SiC（碳化硅）有望取代傳統(tǒng)硅成為CoWoS、SoW等先進(jìn)封裝的Interposer（中介層）材料，公司確有下游客戶已于數(shù)月前向臺(tái)積電送樣，并將逐步進(jìn)行小批量供應(yīng)。針對(duì)這一新的技術(shù)轉(zhuǎn)向，公司會(huì)繼續(xù)保持與客戶的緊密合作，積極推進(jìn)相關(guān)業(yè)務(wù)的開展。圖：晶升股份擁有多種SiC長晶爐產(chǎn)品SSD系列感應(yīng)加熱PVT

SCET420系列感應(yīng)加熱

SCMP系列感應(yīng)加熱PVT

SCRP1200系列電阻加

SCMP/LP系列TSSG法碳

SCMP570D系列碳化硅

LP-SCMP1200系列液相SiC長晶爐類型碳化硅單晶爐PVT碳化硅單晶爐碳化硅單晶爐熱PVT碳化硅單晶爐化硅單晶爐單晶爐碳化硅單晶爐搭載晶體生長界面觀測系統(tǒng)，基于CCD圖像

設(shè)備基于頂部籽晶溶設(shè)備采用模塊化架構(gòu)

蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用真

設(shè)備采用集成化結(jié)構(gòu)

傳感與數(shù)字圖像處理

液生長法（TSSG），設(shè)計(jì)，兼容主動(dòng)水冷

空腔體參數(shù)定點(diǎn)標(biāo)定

設(shè)計(jì)有效優(yōu)化垂直空

技術(shù)，實(shí)時(shí)反饋晶體

集成CCD在線晶體形貌與氣體對(duì)流雙模式石

與溫度二次補(bǔ)償校準(zhǔn)

間占比，提升系統(tǒng)兼

形貌及固液界面形態(tài)

監(jiān)測系統(tǒng)、高精度質(zhì)設(shè)備創(chuàng)新采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過緊湊型熱場布局與模塊化組件集成，顯著提升空間利用率并降低廠房高度與設(shè)備占地面積需求。設(shè)備集成高頻電磁屏設(shè)備在PVT法線圈內(nèi)置金屬爐技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新開發(fā)感應(yīng)耦合液相單晶生長系統(tǒng)。部分特點(diǎn)英腔室冷卻系統(tǒng)。

技術(shù)，配置獨(dú)立裝料模塊。容性。特征，為生長動(dòng)力學(xué)

量傳感器及電阻法熔參數(shù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支

體液位動(dòng)態(tài)反饋技術(shù)。撐。圖片41天岳先進(jìn)（A+H）：SiC襯底龍頭企業(yè)?

山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司成立于2010年11月，是一家專注于碳化硅單晶襯底材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的科技型企業(yè)。2022年A股上市688234.SH，2025年港股上市2631.HK。?

根據(jù)公司港股招股書，按2024年碳化硅襯底銷售收入計(jì)，本公司是全球排名第二的碳化硅襯底制造商，市場份額為16.7%。圖：天岳先進(jìn)按外售收入計(jì)市場份額全球第二圖：天岳先進(jìn)Q3毛利率有所回升6.005.004.003.002.001.000.00-1.0036.0030.0024.0018.0012.006.000.00-6.001Q242Q243Q244Q241Q252Q253Q25營業(yè)總收入（億元）歸屬母公司股東的凈利潤（億元）銷售毛利率(%，右軸)42天岳先進(jìn)（A+H）：行業(yè)技術(shù)先行者，獲全球客戶認(rèn)可?

根據(jù)公司半年報(bào)，公司是研發(fā)及生產(chǎn)碳化硅襯底的先驅(qū)及創(chuàng)新者。我們是全球少數(shù)能夠批量出貨8

英寸碳化硅襯底的市場參與者之一。2024

年11

月，公司推出業(yè)內(nèi)首款12

英寸碳化硅襯底，這標(biāo)志著我們向大尺寸碳化硅襯底時(shí)代邁出了重要一步。?

公司積極提升產(chǎn)能布局。目前已形成山東濟(jì)南、上海臨港碳化硅半導(dǎo)體材料生產(chǎn)基地，設(shè)計(jì)產(chǎn)能每年超40

萬片，高品質(zhì)碳化硅襯底產(chǎn)品供應(yīng)能力持續(xù)提升。公司積極開拓海外市場。公司高品質(zhì)導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品加速“出?！?，獲得英飛凌、博世、安森美等下游電力電子、汽車電子領(lǐng)域的國際知名企業(yè)合作。圖：天岳先進(jìn)24年已推出12英寸相關(guān)產(chǎn)品圖：天岳先進(jìn)25年獲半導(dǎo)體國際金獎(jiǎng)43三安光電：從襯底到器件全面布局?

三安光電主要從事化合物半導(dǎo)體材料與器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，以藍(lán)寶石、砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、磷化銦、氮化鋁等化合物半導(dǎo)體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業(yè)。?

根據(jù)公司互動(dòng)易，2025年前三季度，貴金屬廢料銷售暫定價(jià)格與上海黃金交易所價(jià)格走勢(shì)差異調(diào)整導(dǎo)致公司投資收益減少，公司前三季度投資凈收益為-2.54億元。圖：三安光電主要業(yè)務(wù)圖：三安光電受投資收益影響，利潤出現(xiàn)小幅下滑60.0050.0040.0030.0020.0010.000.0018.0015.0012.009.006.003.000.00-10.00-3.001Q242Q243Q244Q241Q252Q253Q25營業(yè)總收入（億元）歸屬母公司股東的凈利潤（億元）銷售毛利率(%，右軸)44三安光電：與意法強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合，助力公司在SiC領(lǐng)域的綜合實(shí)力?

根據(jù)公司半年報(bào)，湖南三安與意法半導(dǎo)體在重慶設(shè)立的合資公司安意法生產(chǎn)碳化硅外延、芯片獨(dú)家銷售給意法半導(dǎo)體，已于2025年2月實(shí)現(xiàn)通線，目前其芯片產(chǎn)品已交付意法半導(dǎo)體進(jìn)入可靠性驗(yàn)證階段，安意法首次建設(shè)產(chǎn)能2,000片/月，規(guī)劃達(dá)產(chǎn)后8吋外延、芯片產(chǎn)能為48萬片/年；為保證未來合資公司對(duì)碳化硅襯底材料的需求，湖南三安的全資子公司重慶三安將匹配生產(chǎn)碳化硅襯底供應(yīng)給安意法，首次建設(shè)產(chǎn)能2,000片/月，已開始逐步釋放產(chǎn)能，規(guī)劃達(dá)產(chǎn)后8吋襯底產(chǎn)能為48萬片/年。?

公司的12吋碳化硅襯底尚處于研發(fā)階段，已生產(chǎn)出工程樣品，將繼續(xù)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試、提升良率及產(chǎn)品性能。圖：安意法于今年正式通線圖：湖