深度报告-20250928-金元证券-碳化硅赋能AI产业_从芯片封装到数据中心的核心材料变革_44页_6mb

碳化硅（SiC）在AI产业中的核心作用主要体现在数据中心供电系统与芯片封装两个领域。随着AI服务器单机柜功率从几十千瓦提升至数百千瓦，传统供电架构面临效率、散热和功率密度挑战，推动SiC和GaN器件渗透。2025年数据中心PSU市场规模预计达75亿美元，2030年将增至141亿美元，其中高功率PSU（≥3kW）占比将升至80%，市场规模达115亿美元。台达、光宝、华为等企业占据50%市场份额，SiC/GaN技术渗透率从10%提升至24%，市场规模约33.84亿美元。

SiC在AC-DC和PFC级应用成为关键，其高耐压（1200V以上）和高频特性显著降低损耗，提升转换效率至98%-99%。固态变压器（SST）技术通过高频SiC器件实现中压AC到DC的高效转换，替代传统工频变压器，减少损耗并简化配电链路。在芯片封装领域，SiC作为中介层材料，其热导率（400-500 W/m·K）和绝缘性能可降低芯片结温20-30℃，提升散热效率并降低成本。2025年全球CoWoS及类封装产能预计达88.5万片，SiC需求为当前产能两倍（若完全替代）。

碳化硅制造工艺面临挑战，8英寸晶圆成本高于硅基，但受益于技术突破，2030年N型衬底销量将达70.4万片，年复合增长58%。国内企业如天岳先进、晶盛机电在8英寸/12英寸衬底研发领先，北方华创PVT设备市占率61%。外延设备、离子注入等关键设备需求增长，2026年市场规模峰值达51.29亿美元，其中量检设备占比最高，2024年7.25亿美元，2026年增至12.05亿美元。

全球碳化硅器件市场2024年达43.6亿美元，2030年预测229.45亿美元（CAGR 32%）。尽管新能源领域（如充电桩、逆变器）是主要应用，但AI数据中心等新兴需求将推动市场扩张。国内碳化硅器件企业如芯联集成、斯达半导、三安光电等2024年销售额同比显著增长，但海外企业（英飞凌、意法半导体等）仍占据83%市场份额。产业链垂直整合企业（如1200V SiC MOSFET）在成本控制上更具优势，外延代工厂毛利空间达53%（不含衬底整合）。

风险提示包括：国内厂商技术验证周期长导致渗透率不及预期，产能扩张引发价格竞争，技术路线多样化可能影响产品销量。国内企业需突破大尺寸SiC晶圆切割、12英寸外延生长等工艺瓶颈，并加速设备国产替代。相关企业如扬杰科技、北方华创等有望受益于产业链扩张。