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

核心观点 ⚫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。 薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn执业证书编号：S0860524110001蒯剑021-63325888*8514kuaijian@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 ⚫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。 朱茜zhuqian@orientsec.com.cn李晋杰lijinjie@orientsec.com.cn ⚫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。 AI服务器市场保持增长，硬件升级正当其时2025-09-05AI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 投资建议与投资标的 ⚫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。 1．AIGPU功率持续提升，芯片封装散热要求提高 英伟达AIGPU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。 AIGPU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。 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150W/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。 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，是中介层的理想材料，且多家中国碳化硅厂商已经推出12英寸的大直径晶圆，为其导入中介层提供了良好的契机。 数据来源：行家说三代半公众号，东方证券研究所 碳化硅有望在散热载板中得到应用。除中介层的应用外，碳化硅还有望在散热载板中得到应用。根据集邦化合物半导体，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。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。 3．投资建议：碳化硅有望打开成长空间，衬底厂商有望受益 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(688234，未评级)；布局碳化硅衬底业务的头部功率器件厂商三安光电(600703，买入)。 3.1天岳先进：碳化硅衬底行业领军者，份额稳居全球前二 天岳先进营收保持成长态势，24年归母净利润显著向好。天岳先进是碳化硅衬底行业领军者。2024年，公司实现营收17.7亿元，同比增长41%，营收保持成长态势。从利润端来看，2024年归母净利润为1.8亿元，同比扭亏为盈。 数据来源：Wind，东方证券研究所 公司为碳化硅衬底行业领军者，份额稳居全球前二。根据日本富士经济报告测算，在2024年全球碳化硅衬底材料市场的竞争格局中，天岳先进凭借22.8%的市场份额，稳居全球第二大碳化硅衬底制造商之位，份额较2023年的12%大幅提升。目前公司已经成功研制12英寸半绝缘型、导电型、P型衬底，2025年Semicon China上，天岳先进展出全系列12英寸碳化硅衬底产品，包括12英寸高纯半绝缘型碳化硅衬底、12英寸导电P型及12英寸导电N型碳化硅衬底等。 数据来源：ACMI硅基新材料，东方证券研究所 数据来源：ACMI硅基新材料，东方证券研究所 3.2三安光电：布局碳化硅衬底业务，8英寸衬底逐步释放产能 三安光电营收持续提升，利润端表现好转。三安光电营收保持提升态势，25H1公司实现营收89.9亿元，同比增长17%；毛利率为15.2%，同比+3.5pct。利润端来看，公司归母净利润表现好转，25H1归母净利润为1.8亿元，同比下降4%，主要是与收益相关的政府补助下降及投资收益下降影响归母净利润表现。 数据来源：Wind，东方证券研究所 数据来源：Wind，东方证券研究所 公司布局碳化硅衬底业务，8英寸衬底逐步释放产能。公司旗下湖南三安系国内为数不多的碳化硅产业链垂直整合制造平台，产业链包括晶体生长—衬底制备—外延生长—芯片制程—封装测试。湖南三安的全资子公司重庆三安匹配生产碳化硅衬底供应给三安光电与意法半导体的合资企业安意法，首次建设产能2,000片/月，已于2024年9月通线投产，开始逐步释放产能，规划达产后8英寸衬底产能为48万片/年。 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。 数据来源：西永微电园，东方证券研究所 风险提示 汽车需求不及预期：碳化硅功率器件广泛用于汽车电子领域。若因关税等宏观因素影响，汽车需求不及预期，将对碳化硅功率器件产业链企业的业绩产生负面影响。 AI落地不及预期：AI应用落地有望提升AI算力需求，若AI落地不及预期，将对包括碳化硅在内的AI算力产业链各环节企业产生负面影响。 竞争格局变化：碳化硅技术研究进展迅速，产业竞争格局加剧，如果行业竞争激烈程度高于预期，将对产业链相关企业产生负面影响。 碳化硅衬底降本情况不及预期：随着新产能投放、技术进步及良率提升，碳化硅衬底正处于持续降本的阶段。若未来碳化硅衬底降本情况不及预期，将对碳化硅在先进封装等领域的渗透率提升产生负面影响。 碳化硅衬底制造工艺进步不及预期：若碳化硅衬底需应用于先进封装中介层环节，则其制造过程中对切磨抛等相关制造工艺的要求会更高。若相关制造工艺进步不及预期，将对碳化硅在先进封装等领域的渗透率提升产生负面影响。 分析师申明 每位负责撰写本研究报告全部或部分内容的研究分析师在此作以下声明： 分析师在本报告中对所提及的证券或发行人发表的任何建议和观点均准确地反映了其个人对该证券或发行人的看法和判断；分析师薪酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来，均与其在本研究报告中所表述的具体建议或观点无任何直接或间接的关系。 投资评级和相关定义 报告发布日后的12个月内行业或公司的涨跌幅相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅为基准（A股市场基准为沪深300指数，香港市场基准为恒生指数，美国市场基准为标普500指数）； 公司投资评级的量化标准 买入：相对强于市场基准指数收益率15%以上；增持：相对强于市场基准指数收益率5%～15%；中性：相对于市场基准指数收益率在-5%～+5%之间波动；减持：相对弱于市场基准指数收益率在-5%以下。 未评级——由于在报告发出之时该股票不在本公司研究覆盖范围内，分析师基于当时对该股票的研究状况，未给予投资评级相关信息。 暂停评级——根据监管制度及本公司相关规定，研究报告发布之时该投资对象可能与本公司存在潜在的利益冲突情形；亦或是研究报告发布当时该股票的价值和价格分析存在重大不确定性，缺乏足够的研究依据支持分析师给出明确投资评级；分析师在上述情况下暂停对该股票给予投资评级等信息，投资者需要注意在此报告发布之前曾给予该股票的投资评级、盈利预测及目标价格等信息不再有效。 行业投资评级的量化标准： 看好：相对强于市场基准指数收益率5%以上； 中性：相对于市场基准指数收益率在-5%～+5%之间波动； 看淡：相对于市场基准指数收益率在-5%以下。 未评级：由于在报告发出之时该行业不在本公司研究覆盖范围内，分析师基于当时对该行业的研究状况，未给予投资评级等相关信息。 暂停评级：由于研究报告发布当时该行业的投资价值分析存在重大不确定性，缺乏足够的研究依据支持分析师给出明确行业投资评级；分析师在上述情况下暂停对该行业给予投资评级信息，投资者需要注意在此报告发布之前曾给予该行业的投资评级信息不再有效。 免责声明 本证券研究报告（以下简称“本报告”）由东方证券股份有限公司（以下简称“本公司”）制作及发布。 本报告仅供本公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告的全体接收人应当采取必要措施防止本报告被转发给他人。 本报告是基于本公司认为可靠的且目前已公开的信息撰写，本公司力求但不保证该信息的准确性和完整性，客户也不应该认为该信息是准确和完整