碳化硅：从低谷到新兴市场的华丽转身

碳化硅，再度闪耀市场焦点。

数月前刚申请破产的Wolfspeed，在美国法院批准重组计划后，于9月11日宣布其200mm碳化硅材料产品正式进入商用阶段。此前，该产品仅对少数客户试供，而今全面面向市场开放。同时，公司还推出了可立即认证的200mm碳化硅外延片。

9月15日，三星副总裁兼碳化硅业务团队负责人洪锡俊透露，公司正专注8英寸碳化硅功率半导体的研发。尽管商业化时间表尚未公布，但他强调，三星正努力“迅速”推进碳化硅功率半导体的商业化进程。

釜山市政府17日宣布，EYEQ实验室在釜山机张的新总部及生产设施已竣工。据悉，该工厂投资1000亿韩元，使韩国首次实现8英寸SiC功率半导体的本地化生产。

与此同时，国内碳化硅相关厂商也各有进展。

今年上半年，碳化硅市场曾深陷‘产能过剩’与‘价格战’的困境。然而，如今碳化硅似乎找到了新赛道，有望实现‘华丽转型’。

碳化硅的崛起之路

半年内，碳化硅柳暗花明

进入2025年，碳化硅产业面临的核心挑战是供给增长速度超过终端需求的增速。在全球厂商的积极投资下，碳化硅衬底产能迅速扩大。据行业机构预测，2025年全球碳化硅衬底年产能将达到400万片，而同期市场需求预计约为250万片。

显著的供需失衡导致市场价格竞争激烈。以主流的6英寸碳化硅衬底为例，其市场价格在2025年内下降幅度超过40%，部分报价已逼近许多生产商的成本线。这一轮价格下行反映了行业在经历前期高速增长后的周期性调整。

在此背景下，相关企业的经营面临挑战。行业领导者Wolfspeed公司便是典型例子。该公司此前数年投入数十亿美元进行大规模产能扩张，特别是前瞻性投资8英寸晶圆技术。然而，由于欧美市场电动汽车需求增速放缓、8英寸晶圆在提升良率方面遭遇技术挑战，加上全球市场激烈的价格竞争，公司财务状况持续承压。2025年6月，Wolfspeed向美国德州南区破产法院申请第11章破产保护。

类似的企业经营困境与战略调整，标志着碳化硅行业进入去产能和市场整合阶段，过剩的供给状况有望逐步缓解。

在传统应用市场调整之际，AI领域为碳化硅带来新机遇。9月5日，据报道，为提升性能，英伟达在新一代Rubin处理器的开发蓝图中，计划将CoWoS先进封装环节的中间基板材料由硅换成碳化硅。目前台积电邀请各大厂商共同研发碳化硅中间基板的制造技术。英伟达第一代Rubin GPU仍会采用硅中间基板，但据公司计划，最晚2027年，碳化硅将进入先进封装。

碳化硅在数据中心的应用前景广阔。5月20日，英伟达宣布将率先向800V HVDC数据中心电力基础设施过渡，并与英飞凌和纳微达成合作，旨在进一步降低数据中心电源能耗。此次电源架构革新将采用大量碳化硅和氮化镓器件。

此外，碳化硅材料在AR眼镜领域的应用逐渐受到市场关注。

先进封装、数据中心与AR眼镜的新机遇

首先看碳化硅在先进封装中的应用。

随着人工智能与高性能计算对算力需求的持续增长，芯片设计面临严峻的物理瓶颈：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基中介层已无法满足下一代芯片在散热与数据传输上的需求。

当单颗芯片功耗达到1000瓦甚至更高时，其产生的巨大热量和对信号完整性的极致要求促使业界寻找性能更优越的替代材料。此时，碳化硅的优势显现。

碳化硅的核心优势在于其卓越的热管理能力。传统硅中介层的导热率仅约150 W/m·K，面对巨大热流密度时散热效率低下。相比之下，单晶碳化硅的导热率高达490 W/m·K，是硅材料的三倍以上。

这意味着采用碳化硅作为中介层可将该组件从被动承载平台转变为高效“散热板”，迅速均匀导出芯片产生的集中热量，显著降低关键工作结温，为处理器在极限功率下稳定运行提供坚实保障。

除了优异的散热性能外，碳化硅在电气特性和结构设计上也展现巨大潜力。高频信号在密集电路中传输易受到寄生电感和信号串扰影响。碳化硅材料不仅具备优良电绝缘性还允许通过先进蚀刻工艺制造深宽比更高的垂直导通孔（Via）结构。

这种结构优势使得内部互连路径更短、更密集从而大幅削减限制数据传输速度的寄生电感保证信号完整性。这最终转化为处理器与内存之间更快、更可靠的数据交换通道满足AI应用海量数据吞吐需求的关键。

而碳化硅的热管理能力和电气特性也适用于数据中心供电领域。当前数据中心发展的核心瓶颈在于AI服务器巨大的能源消耗。传统48V/54V供电架构存在显著能量损耗导致效率低下且散热负担沉重。为应对此挑战业界正推动向800V高压直流（HVDC）架构的革新旨在简化供电链路、降低损耗。

其中碳化硅的优势在于其极高的电力转换效率。800V新架构依赖于固态变压器（SST）和高压直流转换器等关键组件。在这些需要高频、高压开关的场景下传统硅基器件（如IGBT）的开关损耗巨大。而碳化硅MOSFET的开关能耗比前者低20倍以上这意味着在每次电力转换时更少的能量以热量形式被浪费掉。这种特性可将数据中心从机柜到服务器的整体系统能效提升数个百分点有效节约运营电力成本。

同时碳化硅的效率优势可催生出更大功率密度。由于自身损耗极低碳化硅器件产生的废热大幅减少从而极大缩小对其散热系统的要求。这使得电源供应器（PSU）等电力模块体积和重量显著缩减功率密度实现翻倍增长。在寸土寸金的数据中心机柜中更高的功率密度意味着可在相同空间内为更多AI加速器提供动力直接提升整体算力部署效益。同时碳化硅耐高压、耐高温的材料本性也确保了整个800V电力系统在高负荷下的长期运行稳定与可靠。

国内厂商积极布局

面对这些‘未来可期’的市场国内碳化硅厂商自然有所动作。

9月17日三安光电董事长林志强在公司线上业绩说明会上透露在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进行方案优化已从技术验证迈向小批量验证阶段。

据介绍三安光电旗下湖南三安是国内为数不多的碳化硅全产业链垂直整合制造平台产业链包括晶体生长—衬底制备—外延生长—芯片制程—封装测试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16,000片/月8英寸碳化硅衬底产能1,000片/月、外延产能2,000片/月其8英寸碳化硅芯片产线已于2025年Q2实现通线

9月11日天岳先进在互动平台表示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中主要应用行业包括电动汽车、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。公司的碳化硅衬底经客户制成电力电子器件该等器件最终应用于诸如电动汽车、AI数据中心及光伏系统等多领域终端产品中。

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。目前天岳先进是全球少数能实现8英寸碳化硅衬底量产率先实现2英寸到8英寸商业化之一并于2024年11月全球首发12英寸衬底。按2024年销售收入计天岳先进全球排名第三市场份额为16.7%。

结语

据Yole预测2027年全球碳化硅功率器件市场规模将达到62.97亿美元；TrendForce数据显示其2023—2028年复合年增长率（CAGR）高达25%；沙利文则进一步预测到2030年全球碳化硅衬底端市场规模将增长至人民币664亿元。