Indholdsfortegnelse
1. Flaskehals i varmeafledning i AI-chips og gennembruddet inden for siliciumcarbidmaterialer
2. Egenskaber og tekniske fordele ved siliciumcarbidsubstrater
3. Strategiske planer og samarbejdsudvikling mellem NVIDIA og TSMC
4. Implementeringssti og centrale tekniske udfordringer
5. Markedsudsigter og kapacitetsudvidelse
6. Indvirkning på forsyningskæden og relaterede virksomheders præstationer
7. Brede anvendelser og samlet markedsstørrelse for siliciumcarbid
8. XKHs skræddersyede løsninger og produktsupport
Flaskehalsen i varmeafledning i fremtidige AI-chips overvindes af siliciumcarbid (SiC) substratmaterialer.
Ifølge udenlandske medierapporter planlægger NVIDIA at erstatte det mellemliggende substratmateriale i CoWoS' avancerede pakningsproces i sine næste generations processorer med siliciumcarbid. TSMC har inviteret store producenter til i fællesskab at udvikle produktionsteknologier til SiC-mellemliggende substrater.
Den primære årsag er, at forbedringen af ydeevnen i nuværende AI-chips er stødt på fysiske begrænsninger. Efterhånden som GPU-effekten øges, genererer integration af flere chips i siliciuminterposere ekstremt høje krav til varmeafledning. Varmen, der genereres i chips, nærmer sig sin grænse, og traditionelle siliciuminterposere kan ikke effektivt håndtere denne udfordring.
NVIDIA-processorer skifter varmeafledningsmaterialer! Efterspørgslen efter siliciumcarbidsubstrater forventes at eksplodere! Siliciumcarbid er en halvleder med bredt båndgab, og dens unikke fysiske egenskaber giver den betydelige fordele i ekstreme miljøer med høj effekt og høj varmestrøm. I GPU-avanceret kapsling tilbyder den to kernefordele:
1. Varmeafledningsevne: Udskiftning af siliciuminterposere med SiC-interposere kan reducere den termiske modstand med næsten 70 %.
2. Effektiv strømarkitektur: SiC muliggør skabelsen af mere effektive, mindre spændingsregulatormoduler, hvilket forkorter strømforsyningsvejene betydeligt, reducerer kredsløbstab og giver hurtigere og mere stabile dynamiske strømresponser til AI-computerbelastninger.
Denne transformation har til formål at imødegå de udfordringer med varmeafledning, der forårsages af den kontinuerligt stigende GPU-kraft, og dermed give en mere effektiv løsning til højtydende computerchips.
Siliciumcarbids termiske ledningsevne er 2-3 gange højere end siliciums, hvilket effektivt forbedrer termisk styringseffektivitet og løser varmeafledningsproblemer i højtydende chips. Dens fremragende termiske ydeevne kan reducere junction-temperaturen på GPU-chips med 20-30°C, hvilket forbedrer stabiliteten betydeligt i scenarier med høj datakraft.
Implementeringsvej og udfordringer
Ifølge kilder i forsyningskæden vil NVIDIA implementere denne væsentlige transformation i to trin:
•2025-2026: Den første generation af Rubin GPU'en vil stadig bruge silicium-interposere. TSMC har inviteret store producenter til i fællesskab at udvikle SiC-interposer-produktionsteknologi.
•2027: SiC-mellemlægsplader vil officielt blive integreret i den avancerede emballeringsproces.
Denne plan står dog over for mange udfordringer, især i fremstillingsprocesserne. Siliciumcarbids hårdhed kan sammenlignes med diamants, hvilket kræver ekstremt høj skæreteknologi. Hvis skæreteknologien er utilstrækkelig, kan SiC-overfladen blive bølget, hvilket gør den ubrugelig til avanceret emballage. Udstyrsproducenter som japanske DISCO arbejder på at udvikle nyt laserskæreudstyr for at imødegå denne udfordring.
Fremtidsudsigter
I øjeblikket vil SiC-interposerteknologi først blive brugt i de mest avancerede AI-chips. TSMC planlægger at lancere en 7x reticle CoWoS i 2027 for at integrere flere processorer og hukommelse, hvilket øger interposer-arealet til 14.400 mm², hvilket vil drive en større efterspørgsel efter substrater.
Morgan Stanley forudsiger, at den globale månedlige CoWoS-pakkekapacitet vil stige fra 38.000 12-tommer wafere i 2024 til 83.000 i 2025 og 112.000 i 2026. Denne vækst vil direkte øge efterspørgslen efter SiC-mellemlæg.
Selvom 12-tommer SiC-substrater i øjeblikket er dyre, forventes priserne gradvist at falde til rimelige niveauer, efterhånden som masseproduktionen opskaleres, og teknologien modnes, hvilket skaber betingelser for storskalaapplikationer.
SiC-interposere løser ikke kun problemer med varmeafledning, men forbedrer også integrationstætheden betydeligt. Arealet af 12-tommer SiC-substrater er næsten 90 % større end 8-tommer substrater, hvilket gør det muligt for en enkelt interposer at integrere flere Chiplet-moduler og dermed direkte understøtte NVIDIAs 7x reticle CoWoS-pakningskrav.
TSMC samarbejder med japanske virksomheder som DISCO om at udvikle teknologi til fremstilling af SiC-interposer. Når det nye udstyr er på plads, vil produktionen af SiC-interposer forløbe mere gnidningsløst, og den tidligste indtræden i avanceret pakning forventes i 2027.
Drevet af disse nyheder klarede SiC-relaterede aktier sig stærkt den 5. september, hvor indekset steg med 5,76 %. Virksomheder som Tianyue Advanced, Luxshare Precision og Tiantong Co. nåede den daglige grænseopgang, mens Jingsheng Mechanical & Electrical og Yintang Intelligent Control steg med over 10 %.
Ifølge Daily Economic News planlægger NVIDIA at erstatte det mellemliggende substratmateriale i CoWoS' avancerede pakningsproces med siliciumcarbid i sin næste generations Rubin-processorudviklingsplan for at forbedre ydeevnen.
Offentlige oplysninger viser, at siliciumcarbid besidder fremragende fysiske egenskaber. Sammenlignet med siliciumkomponenter tilbyder SiC-komponenter fordele såsom høj effekttæthed, lavt effekttab og exceptionel højtemperaturstabilitet. Ifølge Tianfeng Securities involverer SiC-industrikæden opstrøms fremstilling af SiC-substrater og epitaksiale wafere; mellemstrømmen omfatter design, fremstilling og pakning/testning af SiC-strømkomponenter og RF-komponenter.
Downstream-applikationerne er omfattende og dækker over ti brancher, herunder nye energikøretøjer, solceller, industriel produktion, transport, kommunikationsbasestationer og radar. Blandt disse vil bilindustrien blive det centrale anvendelsesområde for SiC. Ifølge Aijian Securities vil bilsektoren i 2028 tegne sig for 74 % af det globale marked for SiC-enheder med strømforsyning.
Med hensyn til den samlede markedsstørrelse var det globale marked for ledende og halvisolerende SiC-substrater ifølge Yole Intelligence henholdsvis 512 millioner og 242 millioner i 2022. Det forventes, at det globale SiC-marked i 2026 vil nå 2,053 milliarder dollars, med markeder for ledende og halvisolerende SiC-substrater på henholdsvis 1,62 milliarder dollars og 433 millioner dollars. De sammensatte årlige vækstrater (CAGR'er) for ledende og halvisolerende SiC-substrater fra 2022 til 2026 forventes at være henholdsvis 33,37 % og 15,66 %.
XKH specialiserer sig i kundetilpasset udvikling og globalt salg af siliciumcarbid (SiC) produkter og tilbyder et fuldt størrelsessortiment fra 2 til 12 tommer til både ledende og halvisolerende siliciumcarbidsubstrater. Vi understøtter personlig tilpasning af parametre som krystalorientering, resistivitet (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) og tykkelse (350–2000 μm). Vores produkter anvendes i vid udstrækning inden for avancerede områder, herunder nye energikøretøjer, solcelledrevne invertere og industrimotorer. Ved at udnytte et robust forsyningskædesystem og et teknisk supportteam sikrer vi hurtig respons og præcis levering, hvilket hjælper kunder med at forbedre enhedens ydeevne og optimere systemomkostningerne.
Opslagstidspunkt: 12. september 2025