山东省陶瓷协会
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山东领瓷展览有限公司

AI算力硬件升级、碳化硅功率器件规模化落地,让半导体封装的散热与可靠性难题愈发凸显。传统有机PCB基板导热差、耐高温能力弱,无法适配超高功耗器件工况。以氧化铝、氮化铝、氮化硅为核心的陶瓷基板,凭借高导热、高绝缘、低热膨胀系数的核心优势,成为AI算力设备、高端半导体功率器件的核心封装基材,是先进陶瓷产业极具潜力的细分赛道。
▌ 什么是陶瓷基板?半导体器件的 “高性能底座” 陶瓷基板是以特种陶瓷为基底,通过 DBC、AMB、DPC 等金属化工艺,在陶瓷表面复合铜导电层,同时承担电气绝缘、高效导热、电路载体三大核心功能。 陶瓷基体本身为三大材料体系,性能分层清晰,对应不同 AI 与功率器件应用场景:
11 月即将举办的第七届陶瓷基板及产业链发展论坛暨前沿领域先进陶瓷应用新趋势论坛,也将围绕 AI 与功率器件用陶瓷基板、先进陶瓷前沿应用开展专题交流,打通产学研用对接。
▌ 陶瓷基板在 AI 算力硬件中的两大核心应用 1、高速光模块:800G/1.6T/3.2T 的刚需载体 AI大模型带动800G、1.6T高速光模块及高功耗服务器普及,设备高频运行下积热、信号损耗问题突出,高精度氮化铝陶瓷基板成为刚需核心配件。 代表企业与产品 京瓷(日本):全球高端陶瓷基板标杆企业,HTCC 高温共烧、氮化铝 DPC 基板长期垄断海外高速光模块市场,新工厂专门扩产半导体陶瓷封装基板产能为应对算力硬件需求爆发。 中瓷电子:国内 AI 光通信陶瓷基板龙头,是全球仅有的两家可批量交付 1.6T 光模块氮化铝薄膜基板企业之一,同时布局下一代 CPO 光电共封装陶瓷基座,是国产算力陶瓷基板的核心代表。 三环集团:氧化铝基板全球龙头,同时完成高导热氮化铝基板技术突破,通过头部算力客户认证,面向光模块、先进封装批量供货,打通粉体‑流延‑金属化的自研闭环,兼顾成本与供货稳定性。 随着 CPO 光电共封装技术逐步落地,对陶瓷基板的布线精度、平整度、热稳定性要求更高,氮化铝基板的市场需求持续扩容。 2、AI 服务器配套功率器件与先进封装 AI 服务器供电组件长期承受大电流冲击,传统有机基板易过热失效。DPC/DBC 氮化铝陶瓷基板可有效降低模块热阻、缓解高密度积热,同时凭借接近硅材的热膨胀系数,适配 Chiplet 先进封装,规避翘曲、焊点失效问题,大幅提升封装良率与设备可靠性。 代表企业与产品 国瓷材料:国内少数打通 “高纯氮化铝粉体‑陶瓷基片‑金属化基板” 全链条企业,上游粉体自主可控,缓解高端粉体对外依赖,适配 AI 服务器电源模块、先进封装散热基座场景。 博敏电子:由 PCB 向陶瓷基板延伸,子公司具备 DBC、AMB、DPC 全套工艺能力,氮化铝、氮化硅基板兼顾算力电源、车载功率模块双重场景,实现 PCB 与陶瓷基板的异构集成方案。 ▌ 陶瓷基板在半导体功率器件领域的价值 IGBT、SiC MOSFET等功率器件广泛用于光伏储能、新能源与工控,长期高压大电流工况对封装基板的散热与可靠性要求极高。传统硅基IGBT中,多用氧化铝DBC,工业级逐步切换氮化铝DBC;SiC器件对基板抗热冲击要求更高,氮化硅AMB基板已成为高端SiC模块主流选择,适用于储能、车载电控等场景。 三类关键工艺:DBC(铜箔高温键合陶瓷,适于氧化铝/氮化铝,成本适中);AMB(活性焊料钎焊,结合力强,主打氮化硅基板,面向高可靠SiC模块);DPC(薄膜电镀,线路精度高,多用于AI光模块精密基板)。 代表企业与产品 罗杰斯(美国):全球氮化硅 AMB 基板传统龙头,长期垄断海外高端 SiC 功率模块市场,超薄 AMB 基板良率行业顶尖,但产能紧张、交付周期长,价格居高不下,制约下游国产化落地进度。 富乐德(富乐华):国内功率陶瓷基板龙头,氮化硅 AMB 基板实现稳定批量量产,全球市占约 25%,产品价格相较海外竞品低 30‑40%,自研高纯氮化硅粉体,解决上游原材料卡脖子,产品面向车规 SiC 模块、储能功率器件,已经进入多家头部功率器件企业供应链,是国内 SiC 功率封装基板国产替代主力企业。 江丰同芯(江丰电子):布局 DBC、AMB 覆铜陶瓷基板产线,聚焦第三代半导体功率模组基板,面向 SiC、GaN 器件客户做认证导入,依托靶材、金属材料积累,在金属化界面工艺形成自身优势。 ▌ 产业格局:高端仍被海外垄断,国产替代窗口期到来 全球陶瓷基板市场呈现日本主导高端,国内追赶突破的格局。京瓷等海外企业,手握高纯粉体、精密烧结、金属化全套技术,在氮化铝、氮化硅高端基板占据主要份额;上游高纯氮化铝粉体长期由日本德山主导,是产业链关键卡点。 氧化铝基板:国内已经实现高度国产化,产能充足,成本优势明显; 高端氮化铝、氮化硅基板:粉体、高可靠金属化工艺仍是主要壁垒,但国内产业链正在快速突破,从粉体原料、陶瓷基片到 DBC/AMB/DPC 基板全链条布局提速,部分产品已经进入算力、功率半导体头部供应链。 行业数据显示,全球陶瓷基板市场保持接近 19% 的年复合增速,高端氮化铝、氮化硅基板增速显著高于行业平均水平。 ▌ 行业发展趋势 材料分化:氧化铝守住中低端市场;氮化铝深度受益 AI 光互联;氮化硅随 SiC 器件渗透打开成长空间; 工艺升级:AMB、DPC 占比持续提升,基板向着更薄、线路更细、热循环寿命更高方向演进; 全链条自主:高纯陶瓷粉体是卡脖子环节,国内企业向上游粉体延伸,打通 “粉体‑基片‑金属化基板” 完整链条,是国产突围的核心路径; 场景融合:AI 算力、SiC 功率器件两大赛道需求交叉,对陶瓷基板同时提出高导热、高精密、高可靠性的复合要求,倒逼材料与工艺持续迭代。 ▌ 总结 陶瓷基板着决定 AI 算力硬件、功率半导体器件的上限,是粉体配方、烧结工艺、精密金属化、翘曲控制等多学科叠加的高技术壁垒产品。 大模型浪潮带动算力基础设施建设,SiC 功率器件加速替代,陶瓷基板正迎来产业升级黄金阶段。国内先进陶瓷企业,既要补齐高端粉体与工艺短板,也需要深度对接下游 AI、功率器件客户的实际工况需求,在国产替代浪潮中把握赛道机遇。