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国内半导体公司攻克14英寸技术,芯片散热领域迎新突破

  近期,全球碳化硅产业迎来两大重磅突破:国内天成半导体成功攻克14英寸碳化硅单晶技术,打破海外垄断;国际巨头Wolfspeed推出新一代AI数据中心先进封装平台,开辟碳化硅应...

  近期,全球碳化硅产业迎来两大重磅突破:国内天成半导体成功攻克14英寸碳化硅单晶技术,打破海外垄断;国际巨头Wolfspeed推出新一代AI数据中心先进封装平台,开辟碳化硅应用新场景,双重进展推动第三代半导体产业进入高质量发展新阶段。


  国内突破:天成半导体实现14英寸碳化硅单晶量产级突破


  3月11日,天成半导体官方微信发布公告,依托自主研发的晶体生长设备,公司成功研制出14英寸碳化硅单晶材料,有效厚度达30mm,实现了该尺寸技术的实质性突破。作为国内专注于碳化硅领域的高新专精特新技术企业,天成半导体此次成果不仅填补了国内相关领域的技术空白,更标志着我国碳化硅产业在大尺寸材料领域,正式从“12英寸普及”迈入“14英寸破冰”的关键跨越。


  据悉,这款14英寸碳化硅单晶材料主要应用于半导体制造设备的核心碳化硅部件,其成功研制直接打破了日韩欧企业在该领域的长期垄断,为国内碳化硅产业在大尺寸赛道上赢得了话语权,也为全球碳化硅产业格局注入了中国变量。


  公开信息显示,天成半导体在碳化硅领域技术积累深厚,2025年已掌握12英寸高纯半绝缘和N型单晶生长双成熟工艺,其12英寸N型碳化硅单晶材料的有效厚度更突破35mm,此次14英寸产品的突破,是公司技术迭代的必然成果。值得一提的是,公司自主研发的第三代长晶炉采用创新电阻炉工艺,将晶体生长速度突破0.4mm/h的行业瓶颈,微管密度降至0.5个/cm?以下,为大尺寸单晶制备提供了核心设备支撑。


  大尺寸碳化硅衬底是第三代半导体产业规模化发展的核心关键,其优势在于能显著降低单位芯片成本、提升产品良品率,同时适配高端半导体器件。数据显示,12英寸衬底面积约为6英寸的4倍,芯片产出量可达6英寸的3.8~4.4倍,而14英寸产品将进一步放大这一成本与效率优势,加速碳化硅在高端领域的普及。


  天成半导体的突破并非个例,近期国内碳化硅企业在大尺寸升级上呈现“多点开花”态势:


  - 3月2日,三安光电在投资者互动平台表示,公司12英寸碳化硅衬底已向客户送样验证,进入商业化落地倒计时;


  - 2月22日,露笑科技宣布首次制备出12英寸碳化硅单晶样品,完成从长晶到衬底的全流程工艺开发与测试;


  - 1月23日,海目星旗下子公司海目芯微成功研制12英寸碳化硅单晶晶锭,实现6英寸、8英寸、12英寸全尺寸长晶技术布局;


  - 2025年9月,晶盛机电首条12英寸碳化硅衬底加工中试线在子公司浙江晶瑞SuperSiC正式通线;


  - 天岳先进则已推出12英寸全系列衬底(半绝缘/导电P型/导电N型),凭借全生产环节技术自主可控,稳居全球第二大碳化硅衬底制造商之位。


  目前,全球碳化硅主流厂商仍以6英寸产品为主,8英寸正处于快速上量阶段,国内企业在12英寸及以上大尺寸领域的密集突破,正推动我国从碳化硅产业大国向产业强国加速迈进。


  国际动态:Wolfspeed推出300mm碳化硅AI封装平台


  就在天成半导体发布突破消息的次日(3月12日),全球碳化硅知名企业Wolfspeed(沃孚半导体)官方微信宣布,推出基于300mm(12英寸)碳化硅技术的新一代AI数据中心先进封装基础平台,为先进AI和高性能计算封装解决方案提供可规模化的基础材料,精准切入AI算力升级带来的市场需求。


  随着人工智能工作负载的快速提升,数据中心集成化程度不断提高,传统封装材料已难以满足高端AI芯片对封装尺寸、功率密度和功能复杂性的极致要求,而碳化硅的高导热、耐高温特性,成为破解这一痛点的关键。Wolfspeed首席技术官表示,该平台旨在将碳化硅的材料优势与行业标准制造基础设施相结合,为下一代人工智能和高性能计算封装架构拓展解决方案空间。


  据悉,Wolfspeed正携手晶圆厂、OSAT(外包半导体封装和测试供应商)、系统架构师等生态伙伴,全面验证该平台的技术可行性、可靠性与集成路径,推动混合碳化硅—硅封装架构落地应用。作为率先实现300mm碳化硅晶圆量产的企业,Wolfspeed凭借全球超过2300项已授权及待申请专利的知识产权组合,正引领碳化硅技术向大尺寸、高端化转型。


  碳化硅在先进封装领域的应用潜力已得到行业巨头认可。此前有媒体报道,英伟达计划在其新一代Rubin处理器的开发蓝图中,将CoWoS先进封装环节的中介层材料由硅替换为12英寸碳化硅衬底,以此破解Rubin平台1000W功耗与高密度Chiplet封装带来的热管理、结构可靠性、互连密度三大瓶颈,该方案最晚将于2027年导入应用。天岳先进等国内企业已凭借全系列12英寸衬底量产能力,提前卡位这一高增长蓝海市场。


  行业全景:碳化硅前景广阔,短期业绩承压不改长期向好


  作为第三代半导体的核心代表,碳化硅相比传统硅材料具备显著优势:拥有10倍的击穿电场强度、3倍的禁带宽度、2倍的极限工作温度、2倍的饱和电子漂移速率以及3倍的热导率。凭借这些独特特性,碳化硅正逐步突破硅基半导体的性能瓶颈,广泛应用于新能源汽车、光伏储能、AI算力、高端工业等关键领域,成为支撑新兴产业发展的核心材料。


  市场规模方面,集微咨询发布的《2025中国第三代半导体行业上市公司研究报告》显示,2024年全球碳化硅功率半导体器件市场规模达26亿美元,预计到2029年将攀升至136亿美元,年复合增长率高达39.9%,行业增长潜力巨大。另据Yole Group预测,到2030年全球碳化硅器件收入有望接近100亿美元,年复合增长率约20.3%。


  不过,行业高速发展的同时,国内碳化硅企业也面临短期业绩压力。据证券时报·数据宝统计,A股市场上20余只碳化硅概念股中,已有14家发布2025年业绩数据,整体表现不佳:其中7家出现亏损,仅士兰微、温州宏丰、维科精密等少数企业实现业绩增长。


  业绩下滑的核心原因在于国内碳化硅市场竞争加剧。以天岳先进为例,公司2025年实现营业总收入14.65亿元,同比下降17.15%,归母净利润亏损2.08亿元,同比下降216.40%。公司在业绩预告中表示,国内碳化硅衬底行业竞争日趋激烈,公司为扩大市场占有率、巩固行业地位,实施阶段性市场战略调整,导致产品平均销售价格下降,进而影响整体营收规模。此外,研发投入增加、税务滞纳金支出、汇兑损失等因素,也对企业利润形成拖累。据悉,2025年国内6英寸衬底库存一度超过50万片,部分产品成交价格接近甚至低于2000元/片,行业价格压力显著。


  尽管短期承压,但机构对碳化硅行业长期前景依然看好。从机构评级来看,A股20余只碳化硅概念股中,有16只获得机构关注,其中扬杰科技、晶盛机电、华润微、斯达半导等企业的关注机构数量均在5家及以上;立昂微、天岳先进、海目星、晶升股份等企业最受看好,机构一致预测其未来两年业绩增速均值超100%。业内普遍预期,本轮材料端洗牌将在2026年末基本结束,届时行业集中度将大幅提升,具备技术优势和规模优势的企业有望获得定价话语权,推动行业进入高质量发展阶段。

来源:亚汇网