台积电超预期,碳化硅站上风口

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1月16日,随着台积电Q4财报超预期的利好落地,A股市场迎来了一次核心映射的集体爆发。但这并非是一次无差别的普涨,资金极其精准地锁定了碳化硅(SiC)板块。天岳先进、三安光电、宇晶股份强势封板,晶升股份、晶盛机电等产业链个股也纷纷跟进大涨。

很多投资者可能会感到困惑:台积电业绩超预期,为什么核心映射是在SiC?甚至有人觉得这只是单纯的情绪炒作。但在我们看来,这次上涨的含金量极高,因为其背后隐藏着一个正在发生的重大产业变革——SiC有望成为CoWoS先进封装的新一代核心材料。

这是一次历史性的机遇,因为这是A股产业链第一次有望深度参与到台积电最核心的先进封装环节中。今天,我们就来深度复盘这一逻辑链条。

为什么市场突然开始疯狂炒作先进封装?

一切的根源在于算力需求的爆炸式增长带来的“副作用”。随着AI芯片算力不断攀升,芯片功率急剧上升,热量激增成为了最大的拦路虎。在狭小的封装空间内,热量堆积会导致严重的物理问题:晶圆翘曲、甚至出现裂纹。

这直接导致了目前最主流的CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)封装良率始终难以提升,产能严重不足。面对英伟达等大客户的催单,先进封装的扩产与涨价已成定局。但仅仅靠扩产无法解决物理瓶颈,必须从材料端寻找突破口。

为什么原有的硅材料不行了?

在过去的封装技术中,硅中介层(Silicon Interposer)是绝对的主角。但在高性能计算(HPC)时代,硅材料已经逼近了物理极限。

首先是热导率问题。硅的热导率约为130 W/(m·K),在处理普通处理器时绰绰有余,但在面对如今动辄几百瓦甚至上千瓦功耗的AI芯片时,硅如同一个“闷罐”,导致热堆积更加严重。

其次是硬度问题。硅的莫氏硬度约为7,机械强度相对较弱。当巨大的热量产生热应力时,硅中介层极易发生翘曲。为了应对这个问题,台积电曾尝试从CoWoS-S(全硅中介层)转向CoWoS-L(使用有机中介层加硅桥),试图通过做小连接面积来牺牲部分性能以实现量产。然而,到了最新的Blackwell B系列芯片,即便使用了CoWoS-L,翘曲问题依然无法根治。

显然,硅材料已经成为了制约摩尔定律延续的瓶颈。行业急需一种既硬又冷的新材料。

为什么最终选择了SiC?

在这个关口,SiC(碳化硅)并非作为功率半导体材料,而是作为封装基板材料走到了舞台中央。它的胜出,源于三个无可比拟的优势:

第一,极致的散热能力。SiC的热导率高达490-500 W/(m·K),是硅材料的近4倍,更是玻璃基板(约1-5 W/(m·K))的百倍以上。这意味着在同样的功耗下,SiC能以更快的速度将热量导出,解决热堆积的核心痛点。

第二,优异的机械性能。SiC的莫氏硬度高达9.5,仅次于金刚石,远高于硅。这种极高的硬度意味着更好的刚性,能够在高热应力环境下保持形态稳定,大幅减少翘曲和裂纹的发生,从而直接提升封装良率。

第三,极高的产业可行性。虽然金刚石的热导率和硬度更好,但金刚石无法进行有效的光刻和刻蚀,无法在现有的半导体产线上量产。而SiC经过数十年在功率器件领域的积累,其晶体生长、加工、光刻工艺已经相当成熟,是目前唯一能够兼顾性能与量产可行性的方案。

综合来看,将先进封装的核心材料从硅切换为SiC,基本已是确定性的产业趋势。从近期市场热炒的液冷服务器到此次的先进封装材料变革,逻辑是一脉相承的——都是为了解决高算力下的散热焦虑。

这一变革带来的需求增量是惊人的。根据产业调研推算,若全面导入SiC基板,其需求量将是现有供给能力的三倍以上。目前产业链上下游正在十分积极地推进验证,对于A股中拥有SiC衬底、长晶设备以及切磨抛加工能力的厂商而言,这不仅是国产替代的逻辑,更是打入全球最顶尖供应链的绝佳契机。

这不是一次简单的题材轮动,而是一次产业大趋势下的价值重估。

核心概念梳理

基于上述逻辑,我们整理了目前A股在SiC产业链中具备核心竞争力的标的:

1. 衬底环节(受益最直接):

天岳先进:国内半绝缘型碳化硅衬底龙头,具备全球竞争力,有望直接受益于封装材料的需求爆发。

三安光电:全产业链布局,碳化硅衬底产能国内领先,具备大规模量产能力。

天富能源:参股天科合达,间接持有国内领先的碳化硅衬底资产。

2. 设备环节(扩产先导):

晶升股份:专注于晶体生长设备,尤其是碳化硅长晶炉,技术实力雄厚,受益于下游扩产。

晶盛机电:半导体设备龙头,在碳化硅外延、长晶设备领域均有深度布局。

3. 加工与辅材环节:

宇晶股份:在硬脆材料切割抛光领域技术领先,SiC加工设备及耗材已获市场认可。

华纬科技:涉及相关配套零部件及材料研发。

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