当传统车端市场陷入内卷,碳化硅(SiC)正被 AI 算力基建重新定义价值。过去五年,SiC 的成长故事围绕新能源汽车展开,凭借在功率转换中的效率优势,其在车规电源系统中的渗透率持续提升。但随着行业扩产潮落幕,车端需求增长逐渐停滞,而 AI 数据中心与先进封装的双重变革,为 SiC 打开了十倍于车用市场的成长空间 —— 从 800V 高压直流供电架构的核心器件,到 CoWoS 先进封装的散热基板,SiC 已成为 AI 算力效率提升的 “隐形刚需”,国产产业链龙头正迎来业绩与估值的戴维斯双击。
一、AI 重构 SiC 需求:两大场景开启十倍增量1. 数据中心高压直流(HVDC)供电架构的刚需随着英伟达 B200、Rubin 系列 AI 芯片功耗突破 1000W,传统硅基电源架构的电力损耗高达 10% 以上,48V/54V 供电体系已无法支撑兆瓦级功率密度的智算中心。行业正加速向 800V 高压直流架构演进,而 SiC 器件是实现高电压、高效率转换的核心基础 —— 其极低的开关损耗和耐高压特性,能让服务器电源转换效率突破 96%,甚至向 99% 迈进,相同市电容量下可多支撑 50% 的 AI 负载,直接打开了 SiC 在数据中心电源领域的需求空间。
2. 先进封装基板的革命性应用英伟达计划在新一代 Rubin 处理器中,将 CoWoS 封装的中间基板从硅材料替换为碳化硅。在大尺寸先进封装中,硅材料的散热能力与机械强度已无法满足高功耗 AI 芯片的需求,而 SiC 的热导率是硅的 3 倍,不仅能高效带走热量,还能减少封装翘曲、提升良率。一旦这一方案确立,每一颗高端 AI 处理器都将内置 SiC 材料,彻底改变 SiC 作为功率器件的单一属性,使其成为算力芯片的标配。
测算显示,仅 CoWoS 封装领域,若 12 英寸 SiC 衬底渗透率达到 70%,2030 年市场规模就有望达到 400 亿元;叠加数据中心电源及消费电子领域的需求,SiC 在 AI 及高性能计算领域的市场天花板,将是传统车用市场的 10 倍以上。
二、产业链核心标的及核心逻辑碳化硅产业链中,衬底与外延环节占据了 70% 的成本份额,是技术壁垒最高、价值量最大的环节,其次是设备、器件与应用环节,全产业链均将受益于 AI 需求的爆发。
(一)衬底环节:国产替代与需求爆发的核心受益者天岳先进:全球半绝缘型碳化硅衬底龙头,导电型衬底市占率位居全球第二,是国内少数实现 6/8 英寸衬底规模化量产的企业。公司 8 英寸导电型衬底产能持续释放,同时推进 12 英寸衬底的研发与产业化,将直接承接 AI 电源与先进封装带来的衬底增量需求,是产业链最核心的受益标的之一。
天富能源:作为国内导电型碳化硅单晶龙头天科合达的第二大股东,深度绑定上游核心产能。天科合达在导电型碳化硅衬底领域市占率长期稳居国内第一,公司将充分受益于行业需求爆发带来的股权价值增长,坐享国产衬底替代的红利。
露笑科技:国内 6 英寸导电型碳化硅衬底量产标杆企业,产能建设进度领先,在手产能充足。随着 AI 电源领域衬底订单的快速增长,公司主业将迎来明确的业绩拐点,同时推进 8 英寸衬底的研发与量产,卡位大尺寸衬底升级的长期趋势。
晶盛机电:国内半导体设备龙头,同时布局碳化硅衬底材料业务,8 英寸碳化硅衬底产能建设稳步推进。公司既受益于衬底扩产带来的长晶炉设备订单增长,又能分享衬底材料环节的高价值增量,形成设备 + 材料的双轮驱动。
(二)外延环节:功率器件性能的核心决定者三安光电:国内碳化硅全产业链龙头,具备 6/8 英寸碳化硅衬底及外延产能,外延层技术成熟、质量稳定,是国内少数实现 SiC 外延片规模化供应的企业。公司外延产品覆盖功率器件、射频器件等领域,将深度受益于 AI 电源功率器件的外延片需求增长,同时在车规与算力双赛道同步布局,业绩增长确定性强。
明德电子:参股企业晶鼎原材料已具备 SiC 外延片量产能力,并实现对头部客户的小批量供货。随着外延片需求的快速提升,公司相关业务有望迎来放量增长,切入碳化硅产业链的核心环节。
(三)设备环节:扩产浪潮中的 “铲子股”晶升股份:碳化硅长晶炉核心供应商,市占率位居行业前列,已实现 8 英寸碳化硅单晶炉的批量出货。随着衬底厂商加速 8/12 英寸产能建设,长晶炉设备订单将迎来爆发式增长,公司作为核心设备龙头,将充分受益于行业扩产红利,业绩弹性显著。
北方华创:国内半导体设备龙头,覆盖碳化硅长晶、外延、刻蚀、薄膜沉积等全流程工艺设备,可提供完整的 SiC 工艺解决方案。公司设备已在多家衬底与器件厂商实现验证和批量应用,将直接受益于产业链各环节的大规模扩产。
高测股份:碳化硅金刚线切片机市占率领先,是衬底切割环节的核心设备供应商。随着碳化硅衬底产能的快速扩张,切片设备需求同步提升,公司将充分分享行业扩产带来的订单增量。
德龙激光:碳化硅激光切割设备龙头,市占率达 50%,8 英寸碳化硅晶圆加工设备已通过头部碳化硅材料企业验证并实现批量生产。公司设备是衬底后道加工的关键环节,将直接受益于衬底产能扩张带来的设备需求增长。
(四)器件与应用环节:AI 电源需求的直接承接者时代电气:国内 SiC 功率器件龙头,在高压大功率 SiC 器件领域具备深厚技术积累,产品可应用于数据中心高压直流供电架构。随着智算中心电源升级进程加速,公司 SiC 功率器件订单有望迎来快速增长,打开新的业绩增长曲线。
阳光电源:全球逆变器龙头,已推出基于 SiC 器件的高效服务器电源方案,可满足数据中心高压直流供电的效率需求。随着行业向 800V 架构演进,公司 SiC 电源产品将实现大规模应用,为公司带来全新的增量空间。
宏微科技:专注于 SiC 功率器件的研发与制造,产品覆盖电源、新能源等多个领域,在数据中心电源场景已实现客户验证。随着 AI 电源需求的爆发,公司 SiC 器件订单有望快速放量,切入算力基建的核心供应链。
芯联集成:在 SiC 功率模块领域具备技术优势,产品可应用于高压直流供电系统,受益于 AI 数据中心电源架构升级带来的模块需求增量,业务增长潜力显著。
碳化硅赛道已告别车端内卷的旧周期,进入 AI 算力基建驱动的十倍成长新周期。市场对 SiC 的认知仍停留在传统车用市场的阶段,尚未充分定价 AI 电源与先进封装带来的全新增量。随着技术验证落地与订单逐步释放,产业链各环节的核心标的,将迎来业绩与估值的戴维斯双击,当前正是布局这一 AI 新材料主线的关键窗口。
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