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AI与HPC芯片功耗持续攀升,先进封装散热需求同步升温,也让过去主要应用在电动车、再生能源与功率半导体的碳化硅(SiC),开始切入AI先进封装新战场。随着应用版图扩大,SiC产业也加速朝12吋大尺寸发展,包括Resonac、住友金属矿山以及台厂盛新等业者近期接连宣布技术突破,单晶、键合与多晶SiC等不同技术路线同步升温,12吋SiC路线战正式开打。
Resonac日前宣布,已成功长出并加工12吋SiC单晶基板,为目前全球开发中的最大尺寸SiC基板之一。Resonac此次特别点出新应用,如AI服务器与HPC,单晶SiC相较传统硅材料,具有高导热特性,因此除了作为功率半导体材料,也开始被AI芯片的散热应用所关注,有机会成为散热基板及先进封装使用,且因SiC具备高折射率特性,也具备切入AR智能眼镜等光学应用的潜力。
除了Resonac直接挑战12吋单晶SiC,另一条技术路线则是通过「键合」降低昂贵单晶SiC的使用量。住友金属矿山日前也宣布,成功开发12吋键合SiC基板,并已送样给半导体厂,为全球首款12吋键合SiC基板,并预计将在近日登场的ICSCRM 2026展示。业界指出,键合SiC的概念,是不再让整片基板都使用高成本单晶SiC,而是在较便宜的支撑基板上,键合一层高品质、极薄的单晶SiC功能层,在保留单晶SiC电性与材料特性的同时,大幅降低单晶材料耗用量。
住友金属曾表示,其SiC基板键合技术可通过直接键合方式,在维持单晶SiC特性的同时,达到低电阻、高强度等效果,目前6吋、8吋产品已可提供客户使用。公司先前的键合SiC也已用于SiC MOSFET。
另外,中国业者泰坦未来则宣布推出12吋的多晶SiC基板,同样锁定AI先进封装用的散热基板等高温散热等领域。不过,业界认为,多晶SiC本身无法直接取代单晶SiC,而是通过扮演键合SiC的底层材料,切入高导热、高温制程等应用,因此随着12吋键合SiC逐步发展,大尺寸多晶SiC的重要性也同步提高。
除了日本、中国业者,美国及台湾厂商也陆续投入,如美国龙头Wolfspeed早在今年1月就已展示12吋单晶SiC技术,在当时被视为是突破技术的里程碑,盛新材料也在近日揭露12吋SiC晶球的开发成果,应用同样以AI先进封装与AR智能眼镜市场为主。
过去SiC主要成长动能来自电动车逆变器、充电桩与能源基础建设,但随着AI需求崛起,SiC迎来新市场,一方面,AI数据中心需要高效率电源转换,持续拉升SiC功率组件需求;另一方面,GPU、ASIC等AI芯片功耗不断增加,也让高导热SiC有机会进一步进入芯片散热与先进封装材料领域。
业界认为,12吋SiC随着AI应用加入,业界竞争焦点正逐步转向「低成本、大尺寸同时高品质且高导热的SiC材料」,目前多家业者路线竞争升温,成为百家争鸣的新战场。