碳化硅渗透、制造工艺与市场现状如何？

碳化硅渗透至芯片封装领域。

AI服务器不仅对电源提出要求，计算加速芯片本身的封装和供电也面临巨大挑战。如今一颗高端GPU/AI芯片模块功耗上千瓦，其封装需同时解决高电流供电和 高热流密度散热的问题。当前2.5D/先进封装中常用的中介层或封装基板材料包括硅、玻璃和有机材料（如改性树脂基板），各有优缺点。在AI芯片功耗密度不 断攀升的背景下，这些材料在散热、电气绝缘和机械强度方面暴露出一些瓶颈。近年来高端GPU功耗已从百W提高至千W，封装中集成多个芯片（GPU+多颗 HBM）使热流密度骤增，使得高端GPU市场考虑将碳化硅用于封装市场。

2025年，全球CoWoS及类CoWoS封装总体产能预计将达到88.5万片，相较于2024年的42.6万片，年增长率高达108%。由于市场需求持 续旺盛，2026年产能需求将进一步增长至131.3万片。台积电仍主导CoWoS供应，2024年台积电占全球类CoWoS产能的74%，2025年约 75%。

从当前2.5D封装结构及材料上来看，碳化硅材料或主要用于两个领域：一是用于chip上方与热沉之间的热界面材料（TIM2）；其次是用于 硅中介层替换。若实现完全替代，碳化硅衬底及外延需求将是CoWoS产能的2倍（TIM+中介层，以12英寸计）。

碳化硅功率器件的成本结构中，衬底+外延的成本占比远高于硅衬底，其中导电N型衬底使用量最大。2024年，8英寸碳化硅晶圆主要被WolfSpeed用于器件制造， 以及IDM厂商用于研发活动。随着主要IDM厂商开始在8英寸平台上推进规模化量产，预计8英寸N型衬底销量由2024年的4.61万片提升至2030年的70.4万片，年复 合增长率达58%。

价格方面，截至2025年，已有多家晶圆供应商能够向市场供应8英寸碳化硅晶圆。得益于产量提升，2024年间其价格已出现大幅下滑。至于6英寸晶圆，由于前几年 建设的产能持续释放，预计价格竞争态势仍将持续，碳化硅衬底占碳化硅器件比例将持续下降，但仍然高于硅。

2024年全球碳化硅器件（二极管、晶体管及混合模块内的器件，及半绝缘型碳化硅基射频器件）市场规模约43.6亿美元，至2030年有望达229.45亿美元，2025-2030年复合增长率约 32%。

当前功率碳化硅器件仍主要应用于新能源市场，包括新能源车、光伏及储能逆变器以及充电桩、风电等高压渗透率较高的领域。800V BEV出货量占全部BEV近10%，预计2030年将提升至 30%，高压系统将采用1200V SiC。汽车领域中超90%的SiC用于主牵引逆变器（main converter)，形态以全SiC功率模块为主。电源方面，600V SiC MosFET 用于AC/DC前端可带来高效 率与高功率密度。

国内上市公司技术方面，芯联集成、斯达半导专注于车规级高端全碳化硅模组，士兰微主要产品是混合模块。扬杰科技产品线布局较广，三安光电、华润微、中国 中车、长飞先进则集中于分立器件。海外龙头方面，英飞凌为AIDC首创400V分立晶体管，在超高压领域Navitas、Wolfspeed、英飞凌技术领先。

产业链垂直整合的公司或空间更大：以1200V SiC MOSFET晶圆为例，60%的成本主要来自外延片（衬底+外延工艺），其中，150mm（6英寸）硅衬底占34%， 外延工艺中，外延代工厂毛利占14%，良率损失及直接成本占据12%。若不考虑衬底的垂直整合，随着外延工艺良率及前端工艺良率的改善，剔除直接成本后，外 延+前端+后端的毛利空间为53%。前后道工艺方面，直接成本（包括前端+后端）占总成本9%。工艺良率是关键，其损失占总成本的22%。