Съдържание
1. Проблем с разсейването на топлината в чиповете с изкуствен интелект и пробивът на силициево-карбидните материали
2. Характеристики и технически предимства на силициево-карбидните субстрати
3. Стратегически планове и съвместно развитие от NVIDIA и TSMC
4.Път на внедряване и ключови технически предизвикателства
5. Пазарни перспективи и разширяване на капацитета
6. Въздействие върху веригата за доставки и резултатите на свързаните компании
7. Широки приложения и общ пазарен размер на силициев карбид
8. Персонализирани решения и продуктова поддръжка на XKH
Проблемът с разсейването на топлината на бъдещите AI чипове се преодолява чрез силициево-карбидни (SiC) материали за подложка.
Според съобщения в чуждестранни медии, NVIDIA планира да замени междинния субстратен материал в усъвършенствания процес на опаковане CoWoS на своите процесори от следващо поколение със силициев карбид. TSMC е поканила големи производители да разработят съвместно производствени технологии за междинни SiC субстрати.
Основната причина е, че подобряването на производителността на настоящите AI чипове се сблъсква с физически ограничения. С увеличаването на мощността на графичния процесор, интегрирането на множество чипове в силициеви интерпозери генерира изключително високи изисквания за разсейване на топлината. Топлината, генерирана в чиповете, наближава своя лимит и традиционните силициеви интерпозери не могат ефективно да се справят с това предизвикателство.
Процесорите NVIDIA преминават към материали за разсейване на топлината! Търсенето на силициево-карбидни субстрати ще се увеличи рязко! Силициевият карбид е широколентов полупроводник, а уникалните му физични свойства му дават значителни предимства в екстремни среди с висока мощност и висок топлинен поток. В усъвършенстван корпус за графични процесори, той предлага две основни предимства:
1. Способност за разсейване на топлината: Замяната на силициеви интерпозери с SiC интерпозери може да намали термичното съпротивление с близо 70%.
2. Ефективна архитектура на захранването: SiC позволява създаването на по-ефективни, по-малки модули за регулиране на напрежението, значително скъсявайки пътищата за подаване на енергия, намалявайки загубите във веригата и осигурявайки по-бързи и по-стабилни динамични токови реакции за натоварвания с изкуствен интелект.
Тази трансформация има за цел да се справи с предизвикателствата, свързани с разсейването на топлината, причинени от непрекъснато увеличаващата се мощност на графичния процесор, осигурявайки по-ефективно решение за високопроизводителни изчислителни чипове.
Топлопроводимостта на силициевия карбид е 2-3 пъти по-висока от тази на силиция, което ефективно подобрява ефективността на управление на температурата и решава проблемите с разсейването на топлината във високомощни чипове. Отличните му термични характеристики могат да намалят температурата на прехода на графичните процесори с 20-30°C, което значително подобрява стабилността при високопроизводителни изчисления.
Път на внедряване и предизвикателства
Според източници от веригата за доставки, NVIDIA ще осъществи тази трансформация на материали на два етапа:
•2025-2026: Графичният процесор Rubin от първо поколение все още ще използва силициеви интерпозери. TSMC покани големи производители да разработят съвместно технология за производство на SiC интерпозери.
•2027: SiC интерпозерите ще бъдат официално интегрирани в усъвършенствания процес на опаковане.
Този план обаче е изправен пред много предизвикателства, особено в производствените процеси. Твърдостта на силициевия карбид е сравнима с тази на диаманта, което изисква изключително висока технология на рязане. Ако технологията на рязане е неадекватна, повърхността на SiC може да стане вълнообразна, което я прави негодна за съвременни опаковки. Производители на оборудване, като японската DISCO, работят за разработването на ново оборудване за лазерно рязане, за да се справят с това предизвикателство.
Бъдещи перспективи
В момента технологията SiC интерпозери ще се използва първо в най-модерните AI чипове. TSMC планира да пусне CoWoS със 7x reticle през 2027 г., за да интегрира повече процесори и памет, увеличавайки площта на интерпозера до 14 400 mm², което ще доведе до по-голямо търсене на подложки.
Morgan Stanley прогнозира, че глобалният месечен капацитет за опаковане на CoWoS ще се увеличи от 38 000 12-инчови пластини през 2024 г. до 83 000 през 2025 г. и 112 000 през 2026 г. Този растеж ще стимулира директно търсенето на SiC интерпозери.
Въпреки че 12-инчовите SiC подложки в момента са скъпи, се очаква цените им постепенно да спаднат до разумни нива с увеличаването на масовото производство и развитието на технологиите, създавайки условия за мащабни приложения.
SiC интерпозерите не само решават проблемите с разсейването на топлината, но и значително подобряват плътността на интеграция. Площта на 12-инчовите SiC подложки е с близо 90% по-голяма от тази на 8-инчовите подложки, което позволява на един интерпозер да интегрира повече чиплетни модули, директно поддържайки изискванията на NVIDIA за 7x reticle CoWoS пакетиране.
TSMC си сътрудничи с японски компании като DISCO за разработване на технология за производство на SiC интерпозери. След като новото оборудване бъде инсталирано, производството на SiC интерпозери ще протича по-гладко, като най-ранното навлизане в усъвършенстваните корпуси се очаква през 2027 г.
Водени от тази новина, акциите, свързани с SiC, се представиха силно на 5 септември, като индексът се повиши с 5.76%. Компании като Tianyue Advanced, Luxshare Precision и Tiantong Co. достигнаха дневния лимит, докато Jingsheng Mechanical & Electrical и Yintang Intelligent Control скочиха с над 10%.
Според Daily Economic News, за да подобри производителността, NVIDIA планира да замени междинния субстратен материал в усъвършенствания процес на опаковане CoWoS със силициев карбид в своя план за разработване на процесори Rubin от следващо поколение.
Публична информация показва, че силициевият карбид притежава отлични физични свойства. В сравнение със силициевите устройства, SiC устройствата предлагат предимства като висока плътност на мощността, ниски загуби на мощност и изключителна стабилност при високи температури. Според Tianfeng Securities, веригата нагоре по веригата на SiC индустрията включва подготовката на SiC субстрати и епитаксиални пластини; средният поток включва проектирането, производството и опаковането/тестването на SiC захранващи устройства и RF устройства.
Надолу по веригата, приложенията на SiC са обширни, обхващайки над десет индустрии, включително превозни средства с нова енергия, фотоволтаици, промишлено производство, транспорт, базови станции за комуникация и радари. Сред тях автомобилната индустрия ще се превърне в основна област на приложение на SiC. Според Aijian Securities, до 2028 г. автомобилният сектор ще представлява 74% от световния пазар на силови SiC устройства.
По отношение на общия размер на пазара, според Yole Intelligence, размерът на глобалния пазар на проводими и полуизолационни SiC субстрати е бил съответно 512 милиона и 242 милиона през 2022 г. Прогнозира се, че до 2026 г. размерът на глобалния пазар на SiC ще достигне 2,053 милиарда, като размерът на пазара на проводими и полуизолационни SiC субстрати ще достигне съответно 1,62 милиарда и 433 милиона долара. Очаква се сложните годишни темпове на растеж (CAGR) за проводими и полуизолационни SiC субстрати от 2022 до 2026 г. да бъдат съответно 33,37% и 15,66%.
XKH е специализирана в персонализирано разработване и глобални продажби на продукти от силициев карбид (SiC), предлагайки пълен диапазон от размери от 2 до 12 инча, както за проводими, така и за полуизолиращи силициево-карбидни подложки. Поддържаме персонализирано персонализиране на параметри като ориентация на кристалите, съпротивление (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) и дебелина (350–2000μm). Нашите продукти се използват широко във висок клас области, включително превозни средства с нова енергия, фотоволтаични инвертори и промишлени двигатели. Използвайки стабилна система за доставки и екип за техническа поддръжка, ние гарантираме бърза реакция и прецизна доставка, помагайки на клиентите да подобрят производителността на устройствата и да оптимизират системните разходи.
Време на публикуване: 12 септември 2025 г.