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AI散熱需求催油門 12吋SiC發展加速 單晶、多晶、鍵合三路競逐
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AI散熱需求催油門 12吋SiC發展加速 單晶、多晶、鍵合三路競逐

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TL;DR · 這代表什麼

SiC產業加速朝大尺寸發展,AI散熱催生新戰場

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新聞正文

AI與HPC晶片功耗持續攀升,先進封裝散熱需求同步升溫,也讓過去主要應用在電動車、再生能源與功率半導體的碳化矽(SiC),開始切入AI先進封裝新戰場。隨著應用版圖擴大,SiC產業也加速朝12吋大尺寸發展,包括Resonac、住友金屬礦山以及台廠盛新等業者近期接連宣布技術突破,單晶、鍵合與多晶SiC等不同技術路線同步升溫,12吋SiC路線戰正式開打。

Resonac日前宣布,已成功長出並加工12吋SiC單晶基板,為目前全球開發中的最大尺寸SiC基板之一。Resonac此次特別點出新應用,如AI伺服器與HPC,單晶SiC相較傳統矽材料,具有高導熱特性,因此除了作為功率半導體材料,也開始被AI晶片的散熱應用所關注,有機會成為散熱基板及先進封裝使用,且因SiC具備高折射率特性,也具備切入AR智慧眼鏡等光學應用的潛力。

除了Resonac直接挑戰12吋單晶SiC,另一條技術路線則是透過「鍵合」降低昂貴單晶SiC的使用量。住友金屬礦山日前也宣布,成功開發12吋鍵合SiC基板,並已送樣給半導體廠,為全球首款12吋鍵合SiC基板,並預計將在近日登場的ICSCRM 2026展示。業界指出,鍵合SiC的概念,是不再讓整片基板都使用高成本單晶SiC,而是在較便宜的支撐基板上,鍵合一層高品質、極薄的單晶SiC功能層,在保留單晶SiC電性與材料特性的同時,大幅降低單晶材料耗用量。

住友金屬曾表示,其SiC基板鍵合技術可透過直接鍵合方式,在維持單晶SiC特性的同時,達到低電阻、高強度等效果,目前6吋、8吋產品已可提供客戶使用。公司先前的鍵合SiC也已用於SiC MOSFET。

另外,中國業者泰坦未來則宣布推出12吋的多晶SiC基板,同樣鎖定AI先進封裝用的散熱基板等高溫散熱等領域。不過,業界認為,多晶SiC本身無法直接取代單晶SiC,而是透過扮演鍵合SiC的底層材料,切入高導熱、高溫製程等應用,因此隨著12吋鍵合SiC逐步發展,大尺寸多晶SiC的重要性也同步提高。

除了日本、中國業者,美國及台灣廠商也陸續投入,如美國龍頭Wolfspeed早在今年1月就已展示12吋單晶SiC技術,在當時被視為是突破技術的里程碑,盛新材料也在近日揭露12吋SiC晶球的開發成果,應用同樣以AI先進封裝與AR智慧眼鏡市場為主。

過去SiC主要成長動能來自電動車逆變器、充電樁與能源基礎建設,但隨著AI需求崛起,SiC迎來新市場,一方面,AI資料中心需要高效率電源轉換,持續拉升SiC功率元件需求;另一方面,GPU、ASIC等AI晶片功耗不斷增加,也讓高導熱SiC有機會進一步進入晶片散熱與先進封裝材料領域。

業界認為,12吋SiC隨著AI應用加入,業界競爭焦點正逐步轉向「低成本、大尺寸同時高品質且高導熱的SiC材料」,目前多家業者路線競爭升溫,成為百家爭鳴的新戰場。

常見問題(FAQ)

什麼是12吋SiC基板?

直徑12吋(約300mm)的碳化矽基板,可提升半導體製造效率並降低成本。

鍵合SiC基板的優點是什麼?

減少昂貴單晶SiC的使用量,同時以較低成本維持高品質特性。

多晶SiC基板應用在哪裡?

主要作為鍵合SiC的底層材料,用於高導熱、高溫製程等領域。

今日小測

Resonac成功開發並加工了什麼尺寸的SiC基板?