或扫码获取更多报告
1.芯片封装散热要求提高，碳化硅导热性能优异，有望应用于芯片封装
英伟达AIGPU芯片功率持续提升。AI服务器的GPU的性能持续提升，其芯片功率也不断提高。根据行家说三代半公众号数据，英伟达GPU芯片功率持续提升，从H20o的7ooW提高到了B30o的1400W。
AIGPU封装环节散热要求提高，可透过优化材料提升散热能力。GPU的封装目前主要依赖于CoWoS封装技术，其通过将多个芯片(如处理器、内存等)高密度地堆叠集成在一个封装内，显著缩小了封装面积。随着GPU功率持续提升，芯片封装散热要求提高。根据行家说三代半公众号，台积电认为目前业界仍然依赖于传统的热界面材料(TIM)和热堆叠结构来解决CoWoS封装散热问题，存在优化的空间。台积电提到的优化方式包括优化热沉片和热界面的材料等。
随着英伟达GPU芯片的功率越来越大，将众多芯片集成到硅中介层将导致更高的散热性能要求。而如果CoWoS封装采用导热率更好的SiC中介层，其散热片尺寸有望大幅缩小，整体封装尺寸可进一步得到优化。基于此，部分头部公司已经注意到碳化硅在中介层中的应用潜力。例如应用材料公司在行业会议中指出单晶SiC的热导率比硅高出2-3倍，是中介层的理想材料，且多家中国碳化硅厂商已经推出12英寸的大直径晶圆，为其导入中介层提供了良好的契机。
2.SiC材料满足AI芯片性能需求，终端AI大客户引领中介层材料升级
英伟达计划在2o27年前将下一代RubinGPU的CoWoS先进封装中介层材料从硅替换为碳化硅。台积电已联合日本DISCO等设备商研发SiC中介层制造技术，首代RubinGPU将沿用硅中介层，当新设备到位之后，预计英伟达将推动SiC中介层的导入。
中介层散热性能要求提高，碳化硅具备较大的应用潜力。中介层(Interposer)是CoWoS封装平台的核心部件之一，目前主要由硅材料制作。硅中介层内部有许多互连线(TSV硅通孔和布线)，负责将这些小芯片彼此连接，并与封装基板连接。
SiC做中介层的核心优势在于:1)散热性能突破:单晶SiC热导率达49oW/m.K，可解决CoWoS封装中高带宽内存的散热挑战。2)封装体积缩小:SiC耐化学性强，支持湿法刻蚀制备高深宽比通孔，可以通过非直线通孔设计缩短互连距离，使2.5D封装效果逼近3D封装。
从需求端来看，根据相关资料，一片12英寸晶圆分别可生产21个3倍光罩尺寸和5个8倍光罩尺寸的中介层，我们假设采用3倍光罩尺寸的中介层，2o24-2026年的需求分别为18o9片/月、3952片/月和5333片/月;假设采用8倍光罩尺寸的中介层，2024-2026年的需求分别为76o0片/月、166oo片/月
和22400片/月。
从供给端来看，4H-SiC单晶衬底、热沉级以及多晶SiC衬底可以用作SiC中介层。目前，天科合达、同光股份等12家厂商已率先实现12英寸N型4H-SiC单晶衬底的研发和量产。
从商业化的角度来看，12英寸碳化硅有望成为先进封装的散热性能突破关键技术，先进封装将成为碳化硅的赛道，但是碳化硅要导入中介层材料市场，要突破12英寸切磨抛的关键技术。此外，SiC中介层相较于硅材料价格仍然较高，亟待厂商后续降本方案。
3.数据中心:打破数据中心"能耗墙"，SiC或将从可选技术变为必然选择
在AI算力需求、云计算普及及5G边缘计算部署等因素的驱动下，全球数据中心市场规模将从2o24年的319.53亿美元增长至2035年的987.68亿美元。数据中心的用电量也随之快速增长，2030年数据中
心的电力消费将达到全球电力消费的3%-4%，算力的竞争和能源资源的竞争愈发密不可分，而且从运营成本的角度来看，电力成本占总成本的56.7%，远高于硬件折旧。
相比于传统的数据中心，AI数据中心更是面临功率密度快速攀升带来的供电、散热和布局三大挑战。AI数据中心的单机功率密度是传统数据中心的5倍以上，电力转换损失也更高，并且要求电流瞬态响应速度更快，因此，高频小型化、电源转换损耗低和动态响应速度快的器件更是重中之重。
4.AR眼镜:突破AR光学性能天花板，量产破局可期
相比于手机、电脑、VR头显等设备，AR眼镜不仅是最适合全天佩戴且不影响正常生活的智能设备，可以真正的实现"计算设备隐形化"。同时，AR眼镜也最靠近人体三大重要感官(眼镜、嘴巴和耳朵)，因此被认为是大模型的理想载体。AR可以拓宽人类视觉边界，AI可以增强认知效率，两者交叉融合可以改变人机交互方式，重塑生产力关系。AR眼镜和AI的融合是人类感知系统的外延革命，也是必然趋势。
光学显示是AR眼镜的核心部分，也是成本占比最高的环节。AR眼镜光学方案主要包括棱镜、自由曲面、birdbath、光波导，显示方案主要包括LCoS、DLP、Micro LED、LBS。目前主流方案为成本较低的MicroOLED+Birdbsth方案，占据90%的市场份额，但是该方案亮度和透光率较低且设备厚重，佩戴舒适性较差。光波导方案的设备轻薄、透光率较好，但是技术复杂、良率较低、成本较高。随着光波导技术的逐渐成熟、量产规模扩大、成本降低，将逐步成为主流方案。
光波导总体上可以分为反射光波导（阵列光波导/几何光波导）和衍射光波导两种。传统的衍射光波导通常采用玻璃作为基材，但是玻璃的光学性能瓶颈明显，会带来彩虹效应、视场角小、光效低、漏光等问题，限制了衍射光波导的实际应用。2024年9月，Meta在MetaConnect2024大会上发布了首款AR眼镜原型产品Orion，其镜片采用碳化硅材料，视场角达到了70°，验证了碳化硅作为光波导基材的可行性。
相比于玻璃，碳化硅有三点明显优势：1）折射率高：碳化硅的折射率为2.6，而玻璃最高折射率仅为2.0。折射率直接影响光线的偏折效率，玻璃材料需叠加多层波导（如RGB三色分离）才能实现全彩显示，而单层玻璃仅能支持不超过40°的视场角，远低于碳化硅理论上能够支持80°视场角的表现。同时，玻璃波导在衍射光栅设计下易因环境光干扰产生彩虹纹，且多层堆叠可能导致色彩串扰，影响成像清晰度。2）轻量化：单片玻璃光波导镜片的重量约为10-15g，而单片碳化硅光波导镜片重量可以控制在2.685g左右。3）热导率高：碳化硅的热导率高达490W/mK（传统玻璃仅约1W/mK），能够快速将光机、计算模块等发热源的热量传递至镜片表面，避免局部过热。
