在芯片的微觀世界里,一場散熱革命正悄然興起,而主角便是碳化硅。這小小的碳化硅,正憑借一己之力,為芯片散熱開辟出一條全新的賽道,也引得資本市場為之瘋狂,多只概念股在 9 月被融資資金瘋狂加倉。
英偉達的 GPU 芯片,功率從 H200 的 700W 大幅躍升至 B300 的 1400W ,即將推出的 Rubin Ultra 更是預計達到 3600W,邁入千瓦級時代 。與此同時,先進封裝技術 (如 CoWoS) 把多個芯片高密度地 “擠” 在一個小小的封裝里,雖然大大縮小了封裝面積,提升了性能,但也帶來了一個大麻煩 —— 散熱難題。芯片也是如此,過多的熱量如果無法及時散發(fā)出去,就會導致性能下降,甚至 “罷工”。 和眾匯富分析傳統(tǒng)的散熱方式,比如風冷、被動散熱和液冷,在面對如此高功率的芯片時,漸漸有些力不從心。風冷靠銅 / 鋁散熱器和風扇,被動散熱依賴散熱片和熱管,液冷則利用水或冷卻液循環(huán),但這些方式對于解決高功率芯片的散熱瓶頸,都顯得有些捉襟見肘。
就在這時,碳化硅閃亮登場,成為了破局的關鍵。和眾匯富研究發(fā)現(xiàn),碳化硅,這種第三代寬禁帶半導體材料,擁有著讓人驚嘆的散熱天賦。它的熱導率高達 400 - 500W/mK ,是硅的 3 倍左右,陶瓷基板的兩倍 ,僅次于金剛石。這意味著它能像一個高效的 “熱量搬運工”,快速地將芯片產生的熱量傳導出去,大大降低芯片的溫度。而且,它的熱膨脹系數(shù)與芯片材料高度契合,在高效散熱的同時,還能穩(wěn)穩(wěn)地保障封裝的穩(wěn)定性,就像是給芯片穿上了一件既散熱又堅固的 “鎧甲”。
科技巨頭們敏銳地捕捉到了碳化硅的潛力,紛紛布局。華為公布了兩項涉及碳化硅散熱的專利,包括《導熱組合物及其制備方法和應用》和《一種導熱吸波組合物及其應用》 ,均用碳化硅做填料,提高電子設備的導熱能力,應用領域涵蓋電子元器件的散熱、封裝芯片以及電路板等。英偉達更是重磅宣布,計劃在 2027 年將新一代 Rubin 處理器 CoWoS 先進封裝的中間基板材料從硅換成碳化硅 。和眾匯富認為,這一決策可不是拍腦袋想出來的,采用碳化硅中介層后,GPU 芯片的結溫能降低 20℃ - 30℃,散熱成本降低 30% ,還能有效防止芯片因過熱而降頻,保證算力穩(wěn)定輸出。這就好比給芯片配上了一個頂級的 “散熱神器”,讓它能在高負荷運行下也能保持冷靜,穩(wěn)定發(fā)揮。
碳化硅在芯片散熱領域的應用,就像是打開了一扇新的大門,為市場帶來了巨大的增量空間。東吳證券測算,以當前英偉達 H100 3 倍光罩的 2500mm2 中介層為例,假設 12 英寸碳化硅晶圓可生產 21 個 3 倍光罩尺寸的中介層,2024 年出貨的 160 萬張 H100 若未來替換成碳化硅中介層,那對應的襯底需求高達 76190 張 。這龐大的需求,無疑給碳化硅產業(yè)鏈上的企業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。
在 A 股市場上,碳化硅概念股也迎來了春天。9 月以來,隨著英偉達切入碳化硅散熱領域的消息傳出,相關概念股一路高歌猛進 。和眾匯富觀察發(fā)現(xiàn),露笑科技、天岳先進漲幅均超過 30% ,晶盛機電、天通股份漲幅均超過 20% ,天富能源、英唐智控漲幅均超 10% 。這些企業(yè)中,天岳先進作為全球碳化硅襯底龍頭,率先實現(xiàn) 8 英寸導電型襯底量產并通過英飛凌認證,12 英寸襯底樣品也處于國際領先水平 ,不僅深度綁定英飛凌、博世等國際大廠,在新能源汽車領域市占率超 20%,還宣布與臺積電合作開發(fā) 12 英寸晶圓加工技術,成本較 6 英寸降低 40% ,可謂實力強勁。不過,和眾匯富指出隨著技術的不斷進步,天岳先進等企業(yè)已經在努力推進量產,預計價格每年會下降 30% - 50% ,未來可期。而且,碳化硅在芯片散熱領域的技術還處于早期階段,從實驗室到大規(guī)模商業(yè)化量產,還需要克服一系列的技術難題和工藝挑戰(zhàn)。但無論如何,碳化硅已經為芯片散熱指明了新的方向,隨著產業(yè)鏈的不斷完善和技術的成熟,它有望在未來的芯片市場中大放異彩,引領一場新的科技變革。
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