碳化硅产业迎来新风口：从产能过剩到AI与数据中心驱动重生

碳化硅行业近期再度成为市场关注的焦点。

此前申请破产保护的Wolfspeed，在美国法院批准其重组方案后，于9月11日正式宣布200毫米碳化硅材料产品开始商业化供应。该产品此前仅向部分客户提供样品，现已全面开放市场销售。公司同时推出了可直接进行认证的200毫米碳化硅外延片。

9月15日，三星电子副总裁兼碳化硅业务团队负责人洪锡俊透露，公司正全力推进8英寸碳化硅功率半导体的研发工作。虽然尚未公布具体的商业化时间表，但他强调三星正在加速进程，以期尽快实现碳化硅功率半导体的量产。

釜山市政府在17日宣布，EYEQ实验室位于釜山机张的新总部及生产设施已正式落成。据悉，该工厂总投资达1000亿韩元，标志着韩国首次实现了8英寸碳化硅功率半导体的完全本土化生产。

与此同时，中国本土的碳化硅相关企业也纷纷公布了最新进展。

回顾今年上半年，碳化硅市场还深陷“产能过剩”与“价格战”的困境。但如今，该产业似乎已探索出新的增长路径，正朝着“华丽转身”的方向迈进。

碳化硅究竟经历了怎样的转变？

碳化硅：半年间的峰回路转

2025年初，碳化硅产业面临的主要问题是供应增长远超需求扩张。在全球企业的积极投资下，碳化硅衬底产能快速提升。行业分析机构预测，2025年全球碳化硅衬底年产能将达400万片，而同期的市场需求预计仅为250万片左右。

明显的供需矛盾引发了激烈的市场价格竞争。以主流的6英寸碳化硅衬底为例，其市场价格在2025年内跌幅超过40%，部分产品报价已接近许多厂商的成本底线。这轮价格调整反映了行业在前期高速发展后进入周期性整合阶段。

在此环境下，相关企业的运营压力倍增。行业巨头Wolfspeed便是典型例子。该公司在过去几年投入巨资进行产能扩张，特别是前瞻性布局8英寸晶圆技术。然而，由于欧美电动汽车市场需求增长放缓、8英寸晶圆良率提升遇到技术难题，再加上全球市场价格战，公司财务持续恶化。2025年6月，Wolfspeed向美国德州南区破产法院提交了第11章破产保护申请。

类似的企业经营挑战与战略收缩，表明碳化硅行业正进入去产能和市场整合期，过剩供应有望逐步消化。

当传统应用市场进入调整阶段时，人工智能领域为碳化硅带来了意想不到的新机会。9月5日，有报道称，为提升性能，英伟达在其新一代Rubin处理器的设计规划中，拟将CoWoS先进封装中的中间基板材料从硅替换为碳化硅。目前台积电已邀请多家厂商共同研发碳化硅中间基板的制造工艺。英伟达第一代Rubin GPU仍将采用硅基中间基板，但据公司计划，最迟在2027年，碳化硅将进入先进封装领域。

碳化硅在数据中心的应用潜力也被逐步发掘。5月20日，英伟达宣布，将率先转向800V高压直流（HVDC）数据中心电力基础设施，并与英飞凌和纳微半导体达成合作，旨在进一步降低数据中心能耗。报道指出，这次电源架构升级需要大量采用碳化硅和氮化镓器件。

此外，碳化硅材料在增强现实（AR）眼镜领域的应用价值也逐渐凸显。

那么，碳化硅为何能胜任这些新角色？

先进封装、数据中心与AR眼镜：碳化硅的新舞台

首先看碳化硅在先进封装中的作用。

随着人工智能和高性能计算对算力需求不断上升，芯片设计面临严峻的物理限制：在2.5D等先进封装架构中，连接处理器核心与高带宽内存的传统硅中介层，已难以满足下一代芯片对散热和数据传输的更高要求。

当单芯片功耗突破1000瓦甚至更高时，产生的巨大热量和对信号完整性的严苛标准，推动行业寻找性能更优异的替代材料，碳化硅正是理想选择。

碳化硅最突出的优势在于其出色的热管理能力。传统硅中介层的导热率约为150 W/m·K，面对高热量密度时散热效率不足，易导致芯片核心过热，引发性能下降或可靠性问题。相比之下，单晶碳化硅的导热率高达490 W/m·K，是硅材料的三倍多。

这意味着，使用碳化硅作为中介层，能将该组件从被动承载平台转变为高效“散热片”，快速导出芯片集中产生的热量，显著降低关键工作温度，为处理器在高功率下稳定运行提供保障。

除了卓越的散热性能，碳化硅在电气特性和结构设计上也有巨大潜力。高频信号在密集电路中传输易受寄生电感和串扰影响，限制数据速率。碳化硅材料不仅电绝缘性好，还能通过先进蚀刻工艺制造深宽比更高的垂直导通孔结构。

这种结构优势允许内部互连路径设计得更短更密集，大幅减少寄生电感，确保信号完整性。最终实现处理器与内存之间更快、更可靠的数据交换，满足AI应用的海量数据吞吐需求。

碳化硅的热管理和电气特性同样适用于数据中心供电系统。当前数据中心发展的核心挑战是AI服务器的巨大能耗。传统的48V/54V供电架构在各级电压转换中能效损失显著，效率低且散热负担重。为此，行业正推动向800V高压直流架构变革，以简化供电链、降低损耗。

在这一过程中，碳化硅的关键优势在于其极高的电力转换效率。800V新架构依赖固态变压器和高压直流转换器等组件。在这些需要高频、高压开关的场景中，传统硅基器件开关损耗大。碳化硅MOSFET的开关能耗比硅基器件低20倍以上，意味着每次转换浪费的能量更少。这一特性可将数据中心整体系统能效提升多个百分点，节约大量运营成本。

同时，碳化硅的效率优势有助于实现更高功率密度。由于自身损耗极低，碳化硅器件发热量大幅减少，降低了对散热系统的要求。这使得电源模块体积和重量显著缩小，功率密度成倍增加。在空间珍贵的数据中心机柜中，更高功率密度意味着能为更多AI加速器供电，提升算力部署效益。此外，碳化硅耐高压、耐高温的特性，确保了800V电力系统在高负载下的长期稳定运行。

因此，多家碳化硅企业预估，到2030年，800V数据中心的固态变压器环节将为碳化硅器件带来约5亿美元的年市场空间。同时，基于碳化硅的固态变压器还可在充电站、微电网等领域应用。据英国CSA Catapult推测，到2030年，固态变压器市场将以两位数年复合增长率增长，仅英国就有超过50万座变电站可能采用碳化硅固态变压器升级。

此外，AR眼镜也是碳化硅大显身手的领域。

当前，AR智能眼镜产业正迈向消费级普及的关键期，但发展受限于视场角狭窄、图像彩虹伪影、高功耗导致的发热和续航短等问题。这些挑战的根源部分在于核心光学元件——波导透镜的材料限制。为此，行业开始转向碳化硅。碳化硅具备卓越的光学特性和结构稳定性。AR眼镜的沉浸感取决于视场角大小，传统玻璃或树脂材料折射率较低，要实现大视场角需厚重镜片。碳化硅折射率高达2.6-2.7，可在超薄单层镜片上实现70度以上宽视场角，从根本上解决设备笨重问题。同时，碳化硅硬度仅次于钻石，在纳米级光栅刻蚀中能保持高精度，有效减少材料形变或加工误差引起的彩虹伪影，提升成像质量。

其次，凭借优异的热管理和电气效率，碳化硅有望解决AR眼镜的功能性难题。AR设备中的MicroLED等微显示器需高亮度输出以保证户外可见性，但会产生大量热量，影响元件寿命和稳定。碳化硅导热率远超传统玻璃上百倍，可作为高效散热基板，快速导出显示核心热量。此外，碳化硅在电源管理单元中的高转换效率，有助于延长设备续航，为实现“全天候佩戴”目标提供支持。

国内企业积极布局

面对这些前景广阔的市场，中国碳化硅厂商也加快了步伐。

9月17日，三安光电董事长林志强在线上业绩说明会上表示，在AI/AR眼镜领域，三安光电的Micro LED产品正与国内外终端厂商合作优化方案，已从技术验证进入小批量验证阶段。

据悉，三安光电旗下湖南三安是国内少数实现碳化硅全产业链垂直整合的制造平台，覆盖晶体生长、衬底制备、外延生长、芯片制程、封装测试等环节，产品广泛应用于新能源汽车、光伏储能、充电桩、AI及数据中心服务器等领域。目前，湖南三安已拥有6英寸碳化硅配套产能每月16,000片，8英寸碳化硅衬底产能每月1,000片、外延产能每月2,000片，其8英寸碳化硅芯片产线已于2025年第二季度实现通线。

9月11日，天岳先进在互动平台指出，公司碳化硅衬底可广泛应用于功率半导体器件、射频半导体器件以及光波导、TF-SAW滤波器、散热部件等下游产品，主要服务于电动汽车、光伏及储能系统、电力电网、轨道交通、通信、AI眼镜、智能手机、半导体激光等行业。公司碳化硅衬底经客户制成电力电子器件后，最终用于电动汽车、AI数据中心及光伏系统等多领域终端产品。

天岳先进成立于2010年，专注于碳化硅半导体材料研发与生产。目前，该公司是全球少数能量产8英寸碳化硅衬底、并率先实现从2英寸到8英寸碳化硅衬底商业化的企业之一，于2024年11月全球首发12英寸碳化硅衬底。数据显示，按2024年碳化硅衬底销售收入计算，天岳先进位列全球前三，市场份额达16.7%。

9月9日，晶盛机电发布投资者关系活动记录表称，公司碳化硅衬底材料业务已实现6-8英寸碳化硅衬底规模化量产与销售，量产衬底核心参数达行业一流水平，并突破12英寸导电型碳化硅单晶生长技术，成功培育出12英寸碳化硅晶体。同时，公司积极推进碳化硅衬底全球客户验证，送样客户范围扩大，产品验证进展顺利，已获得部分国际客户批量订单。

晶盛机电成立于2006年12月，公司围绕硅、蓝宝石、碳化硅三大半导体材料，提供光伏和半导体产业链设备，并拓展至化合物衬底材料领域。其主要产品包括各类晶体生长炉和硅片加工设备。此外，晶盛机电还涉及半导体硅片材料业务。

总结与展望

据Yole预测，2027年全球碳化硅功率器件市场规模将达62.97亿美元；TrendForce数据显示，2023-2028年该市场年复合增长率将保持25%高位；沙利文进一步预估，2030年全球碳化硅衬底市场规模将增至人民币664亿元。

碳化硅的“转型”成功，关键在于其材料特性与AI、新能源等新兴领域的高度契合。新市场需求必将引发全球厂商的激烈角逐。

这场预示产业未来的大戏，序幕刚刚拉开。