碳化硅（SiC）有望成为台湾厂商的新出海口！随着AI运算带来更高的热能负荷，现有散热材料已难以满足需求，导致芯片性能下滑。半导体业界传出，台积电正广发英雄帖，号召设备厂与化合物半导体相关厂商参与，计划将12英寸单晶碳化硅应用于散热载板，取代传统的氧化铝、蓝宝石基板或陶瓷基板。
过去碳化硅主要应用在功率组件（Power Devices）、车用及储能领域，如今已进入新发展阶段，例如在AR智能眼镜（AR Lens）镜片及高端3D IC封装中，需要碳化硅作为散热材料，尤其是应用在散热载板这个部分。
其中，3D IC封装的碳化硅应用有两个可能方向，首先是散热载板，将以“导电型SiC”优先测试；下一阶段则可能在硅中介层（Silicon Interposer）导入半绝缘型SiC。
以散热载板来说，可能是先尝试取代图中Carrier Silicon这部分。（Source：雪球、芝能智芯）
从材料特性来看，碳化硅的热导率（K值）仅次于钻石。陶瓷基板的热导率约200-230 W/mK，而碳化硅可达400 W/mK、甚至接近500 W/mK。对数据中心与AI高运算需求而言，比传统陶瓷更能满足散热需求。不过以散热角度来说，钻石仍是理想的最终材料，但要做到12英寸芯片规格，目前成本过高且技术尚未成熟。
碳化硅主要分为导电型（N型）与半绝缘型。N型呈现黄绿色半透明，而半绝缘型则接近全透明。供应链人士透露，6英寸SiC芯片目前仍是主流、8英寸是未来扩产方向，而台积电要求的12英寸SiC若是作为中介层使用，对结构瑕疵的要求不像传统SiC那样严格，但中介层的关键在于切割技术，如果切割技术不佳，碳化硅的表面会呈波浪状，就无法用于先进封装。
然而，这是否与CoWoS下一代延伸技术CoPoS还是CoWoP有关？目前只知道SiC对台积电来说可作为散热材料。业界人士认为，碳化硅的应用会因不同的封装技术而有所不同，未来可能会有多样发展路线，目前也有一个方向是尝试将碳化硅应用在PCB上，但目前看最明确的应用仍与AI相关。
（首图来源：shutterstock）
