碳化硅滲透、制造工藝與市場現狀如何？

碳化硅滲透至芯片封裝領域。

AI服務器不僅對電源提出要求，計算加速芯片本身的封裝和供電也面臨巨大挑戰。如今一顆高端GPU/AI芯片模塊功耗上千瓦，其封裝需同時解決高電流供電和 高熱流密度散熱的問題。當前2.5D/先進封裝中常用的中介層或封裝基板材料包括硅、玻璃和有機材料（如改性樹脂基板），各有優缺點。在AI芯片功耗密度不 斷攀升的背景下，這些材料在散熱、電氣絕緣和機械強度方面暴露出一些瓶頸。近年來高端GPU功耗已從百W提高至千W，封裝中集成多個芯片（GPU+多顆 HBM）使熱流密度驟增，使得高端GPU市場考慮將碳化硅用于封裝市場。

2025年，全球CoWoS及類CoWoS封裝總體產能預計將達到88.5萬片，相較于2024年的42.6萬片，年增長率高達108%。由于市場需求持 續旺盛，2026年產能需求將進一步增長至131.3萬片。臺積電仍主導CoWoS供應，2024年臺積電占全球類CoWoS產能的74%，2025年約 75%。

從當前2.5D封裝結構及材料上來看，碳化硅材料或主要用于兩個領域：一是用于chip上方與熱沉之間的熱界面材料（TIM2）；其次是用于 硅中介層替換。若實現完全替代，碳化硅襯底及外延需求將是CoWoS產能的2倍（TIM+中介層，以12英寸計）。

碳化硅功率器件的成本結構中，襯底+外延的成本占比遠高于硅襯底，其中導電N型襯底使用量最大。2024年，8英寸碳化硅晶圓主要被WolfSpeed用于器件制造， 以及IDM廠商用于研發活動。隨著主要IDM廠商開始在8英寸平臺上推進規模化量產，預計8英寸N型襯底銷量由2024年的4.61萬片提升至2030年的70.4萬片，年復 合增長率達58%。

價格方面，截至2025年，已有多家晶圓供應商能夠向市場供應8英寸碳化硅晶圓。得益于產量提升，2024年間其價格已出現大幅下滑。至于6英寸晶圓，由于前幾年 建設的產能持續釋放，預計價格競爭態勢仍將持續，碳化硅襯底占碳化硅器件比例將持續下降，但仍然高于硅。

2024年全球碳化硅器件（二極管、晶體管及混合模塊內的器件，及半絕緣型碳化硅基射頻器件）市場規模約43.6億美元，至2030年有望達229.45億美元，2025-2030年復合增長率約 32%。

當前功率碳化硅器件仍主要應用于新能源市場，包括新能源車、光伏及儲能逆變器以及充電樁、風電等高壓滲透率較高的領域。800V BEV出貨量占全部BEV近10%，預計2030年將提升至 30%，高壓系統將采用1200V SiC。汽車領域中超90%的SiC用于主牽引逆變器（main converter)，形態以全SiC功率模塊為主。電源方面，600V SiC MosFET 用于AC/DC前端可帶來高效 率與高功率密度。

國內上市公司技術方面，芯聯集成、斯達半導專注于車規級高端全碳化硅模組，士蘭微主要產品是混合模塊。揚杰科技產品線布局較廣，三安光電、華潤微、中國 中車、長飛先進則集中于分立器件。海外龍頭方面，英飛凌為AIDC首創400V分立晶體管，在超高壓領域Navitas、Wolfspeed、英飛凌技術領先。

產業鏈垂直整合的公司或空間更大：以1200V SiC MOSFET晶圓為例，60%的成本主要來自外延片（襯底+外延工藝），其中，150mm（6英寸）硅襯底占34%， 外延工藝中，外延代工廠毛利占14%，良率損失及直接成本占據12%。若不考慮襯底的垂直整合，隨著外延工藝良率及前端工藝良率的改善，剔除直接成本后，外 延+前端+后端的毛利空間為53%。前后道工藝方面，直接成本（包括前端+后端）占總成本9%。工藝良率是關鍵，其損失占總成本的22%。