新视野:推动 AR 眼镜与先进封装的发展
碳化硅 (SiC) 晶圆,传统上以其在功率半导体和高频器件中的作用而著称,现在正扩展到令人振奋的新市场细分,尤其是增强现实 (AR) 眼镜和先进半导体封装。SiC 出色的材料特性推动了这种扩展,使其成为下一代电子产品的重要催化剂。
驱动下一波 AR 光学创新
一个重要的新应用是将 SiC 用作 AR 眼镜镜片的材料。与传统高折射率材料不同,SiC 具有较高的折射率(据报道在 2.65 到 2.73 之间)和优异的热导率,允许在更薄、更轻的镜片设计中实现更宽的视野(可达 80 度)。这对打造更沉浸、更舒适的 AR 体验至关重要。研发工作聚焦于半绝缘型 SiC 晶圆(具体为 6H 晶体结构、SI 型),该材料也被用于高频器件。此材料在提供卓越光学性能的同时能够最小化热量积聚,正在加速其在快速增长的 AR/智能眼镜市场中的采用,该市场也正与多模态人工智能功能融合。
利用 SiC 互连层实现高性能先进封装
与此同时,面向先进封装应用的SiC 互连层的开发也在加速。互连层是在 2.5D 和 3D chiplet 集成中至关重要的组件,负责在 chiplet 与封装球栅阵列 (BGA) 之间路由电源和信号。传统的硅互连层有效,但 SiC 在高功率、高密度应用(如 AI 加速器和高性能计算 (HPC) GPU)方面展现出显著优势。
SiC 显著的高热导率(400–500 瓦/米·开尔文)远超硅,使其成为出色的散热基板。作为热互连层,SiC 能高效扩散高度集中的热点热量,显著改善热管理。这可提高芯片性能和系统可靠性,尤其是在热瓶颈是主要问题的数据中心。此外,SiC 的机械强度及其与硅芯片较好的热膨胀匹配有助于缓解热应力,增强先进封装的长期可靠性。包括主要代工厂在内的行业领先者正积极推进 SiC 互连层技术,并有企业预测未来几年内在先进处理器中实现商业化采用。
市场动态与晶圆趋势
SiC 功率半导体的整体市场表现强劲,分析师预测到 2030 年前将维持显著的年度增长,主要由电动汽车和可再生能源驱动。这个积极的市场背景正被用于支持这些新兴应用。在制造端,行业正推动更大晶圆尺寸的发展,中国供应商在推广推出三百毫米 (300 mm)SiC 晶圆。这一向更大晶圆的转变对于降低制造成本并增加每片晶圆的芯片数量至关重要,为既有的功率半导体市场以及新兴的 AR 和先进封装细分市场提供必要产能。
总之,SiC 晶圆正在超越其传统角色。其高热导率、光学通透性和电学特性的独特组合正为 AR 光学和高性能计算的热管理带来创新,巩固了其作为未来电子革新基础材料的地位。