国内首款12英寸多晶碳化硅衬底研制成功，直击AI芯片散热瓶颈

湖南泰坦未来科技有限公司（以下简称泰坦未来）于本月正式对外宣布，其自主研发的国内首款12英寸多晶碳化硅衬底在长沙研制成功。该产品直径约300毫米，由许多微小碳化硅晶粒构成，定位直指AI芯片与先进封装的散热瓶颈，目前已通过台积电相关认证测试，并向三星送样，同时与谷歌、英伟达等企业展开合作。

与用于功率器件外延生长的单晶碳化硅衬底不同，多晶碳化硅衬底在芯片制造与封装环节中充当起支撑与导热、散热作用的"垫板"，亦可作为晶体生长载板、半导体高温制程基座等耗材使用。导热性能是这款产品的核心卖点。长沙晚报的报道中给出的数据是导热率280W/(mK)以上，为传统硅基材料的两倍多。

AI芯片的"热墙"

散热正在成为算力释放的瓶颈。综合公开信息，英伟达GPU芯片功率已从H200的700W提高到B300的1400W，而在Rubin系列中，集成HBM4的多芯片产品功率已接近2000W。泰坦未来总经理汪徵在受访时给出的说法是"现在大量AI芯片功率超过1000瓦，高速运行时热量聚集散不出去，芯片要么烧坏要么降频使用"，他以汽车打比方："一辆汽车本来每小时能开到120公里，因为散热问题，却只能开80公里"。

材料特性上，碳化硅热导率达500W/mK，相比之下硅的热导率约为150W/mK，陶瓷基板约为200W/mK至230W/mK。根据东方证券的研究观点，在CoWoS等先进封装中采用碳化硅中介层后，可使GPU芯片结温降低20℃至30℃，散热成本降低30%。

据公开信息，英伟达被曝计划在新一代Rubin处理器中将CoWoS先进封装的中间基板材料由硅更换为碳化硅，预计2027年开始大规模采用；华为也于2025年9月公布了两项涉及碳化硅填料的散热专利。

技术难点在哪里？

碳化硅的导热性能在长沙晚报记者的现场采访中得到直观呈现。在长沙市望城经开区的一间厂房里，汪徵手持一张黑色圆片，切割一块约1厘米厚的冰，几十秒内整块冰被齐齐切断。按汪徵的解释，手的热量迅速传遍圆片，接触面冰层融化，切口由此形成。

行业内的6英寸、8英寸多晶碳化硅衬底已有单位能够小批量供货，但用于AI芯片边际效益太低。做成12英寸能显著提升芯片材料产量、降低单位成本，是规模化量产的关键，其难点在于不仅要"做出来"，更要"做得又快又均匀"。企业方面将核心技术瓶颈概括为大尺寸致密化、高纯度制备与热性能匹配。

按汪徵的介绍，团队历经两年多全流程原创攻关，期间为做成厚膜损耗了两台气相沉积炉，陆续攻克材料致密化、大尺寸成型、应力调控等难题。泰坦未来方面披露的关键指标包括：沉积速度达每小时60微米，高于国内外同行10至20微米的水平；最低电阻率可小于1毫欧·厘米，优于国外同行约10毫欧·厘米的水平；孔洞缺陷少于每平方厘米0.1个，衬底粒径尺寸小于10微米。

从台积电认证到产能布局

商业化进展方面，该产品已通过台积电相关认证测试，并向三星送样，同时与谷歌、英伟达等企业展开合作。项目目前处于样品验证向小批量试产过渡阶段，预计2027年后逐步规模化供货。产能上，该公司2026年投资新建高纯高致密碳化硅部件及多晶衬底产业基地项目，全面投产后可年产20万片半导体用高性能碳化硅、碳化钽涂层产品。

应用场景上，企业方面称该产品面向AI芯片先进封装散热基板与复合衬底、刻蚀核心部件两大方向：前者导热系数为传统氮化铝、铜方案的2至3倍，且比行业现有技术节约近20%的成本；后者针对刻蚀环部件，可将客户加工良率提升60%。

国产材料卡位全球散热竞赛

从产业格局看，这家公司的来头与底气值得交代。泰坦未来的技术根脉在中南大学粉末冶金研究院，公司60人中有10位是中南大学博士。创始人熊翔是中南大学粉末冶金研究院教授、博士生导师，长期从事碳/碳复合材料研究。熊翔曾参与组建上市公司湖南博云新材料股份有限公司并出任总经理、副董事长。

国内首款12英寸多晶碳化硅衬底的意义可以放在两条线上观察。一条是需求线：头部AI芯片厂商功率向千瓦级攀升，碳化硅从电力电子扩展到封装散热，正成为行业公认的解题方向之一，国产12英寸多晶衬底若能如期在2027年后上量，恰逢需求窗口。另一条是供给线：高端多晶材料此前长期依赖进口，大尺寸成型与高纯度制备受制于人，国内首款12英寸产品的出现，至少在样品层面完成了对这一环节的概念验证。

与此同时，不确定性依然存在。成本是碳化硅路线绕不开的门槛：有供应链信息称目前12英寸碳化硅衬底成本高达2万美元每片，规模化量产被视为降本的前提。也有行业分析提醒，碳化硅硬度极高、难以进行纳米级精细加工，短期内对产能消化和成本下降仍构成挑战。