華為近期公開的兩項專利引發行業關注,其核心技術均圍繞碳化硅材料在芯片散熱領域的應用展開。據專利文件披露,兩項技術分別聚焦導熱組合物與導熱吸波組合物的制備,前者適用于電子元器件散熱及芯片封裝場景,后者則覆蓋電路板等精密部件的導熱需求。這一突破性進展與全球半導體產業對高效散熱方案的迫切需求形成呼應。
碳化硅材料憑借其獨特的物理特性正成為散熱領域的"新寵"。數據顯示,該材料熱導率高達500W/mK,是傳統硅材料的3倍以上,更遠超陶瓷基板200-230W/mK的導熱水平。其熱膨脹系數與芯片材料的匹配度,有效解決了高功率密度下封裝結構的穩定性問題。英偉達在新一代Rubin處理器設計中,已率先將CoWoS封裝的中介層材料從硅替換為碳化硅,預計2027年實現規模化應用。
AI芯片功率密度持續攀升,推動散熱技術成為制約行業發展的關鍵因素。以英偉達產品為例,GPU功率從H200的700W躍升至B300的1400W,而采用CoWoS技術集成處理器、存儲器等多芯片的封裝方案,進一步加劇了散熱壓力。Rubin系列芯片集成HBM4后,整體功率已逼近2000W臨界點。東方證券研究指出,傳統硅基中介層在應對如此高功耗時,散熱效率已接近物理極限。
技術迭代帶來顯著性能提升。實測表明,采用碳化硅中介層的GPU芯片結溫可降低20-30℃,散熱系統成本下降30%,同時有效防止過熱導致的算力衰減。這種材料革新不僅優化了封裝尺寸,更直接提升了芯片的持續運算能力。據東吳證券測算,若英偉達H100芯片全面采用碳化硅中介層,僅160萬張訂單就將催生7.6萬張襯底的市場需求。
國內企業正加速布局這一新興賽道。天岳先進已實現功率器件、射頻器件用碳化硅襯底的規模化供應,并拓展至光波導、濾波器等前沿領域。三安光電的碳化硅光學襯底與多家AI/AR眼鏡廠商達成合作,小批量交付的同時持續優化光學參數。晶盛機電在6-8英寸襯底量產基礎上,突破12英寸導電型單晶生長技術,并獲得國際客戶批量訂單,技術指標位居國內前列。
資本市場迅速反應,相關概念股表現活躍。9月19日交易時段,天富能源、天通股份、長飛光纖等個股相繼漲停,東尼電子、立霸股份等跟漲超5%。行業分析師指出,隨著AI芯片向更高功率密度演進,碳化硅散熱方案將從封裝領域向整機系統延伸,形成覆蓋材料制備、器件設計、系統集成的完整產業鏈。