【行业洞察】AI 服务器有望催化光通信陶瓷基板量价齐升
正文
陶瓷基板(又称陶瓷载板)以陶瓷为承载介质、通过表面金属化或内部导体布线实现电 连接。陶瓷层承担绝缘、热传导及机械支撑功能,金属层形成导电线路和装配界面。其中,氮 化铝、氮化硅等高性能品类具有高导热、耐高温、机械强度高、热膨胀系数与芯片匹配度高 等优势,长期作为功率半导体器件封装的核心材料。当前 AI 算力持续提升推动服务器硬件功 耗快速攀升,陶瓷基板正从传统功率器件封装迈向 AI 服务器、高速光模块、CPO 等前沿应 用场景。
与主流封装载板对比,PCB 价格低廉、工艺成熟,但导热性差、热膨胀系数与电子器件 匹配度低,难以满足中高端大功率封装需求;MCPCB 导热率高于普通 PCB,但热膨胀匹配 性差且成本较普通 PCB 更高;氮化铝、氮化硅等高性能陶瓷载板凭借耐高温、耐腐蚀、高热 导率、CTE 匹配等综合特性,成为大功率、高密度、高温及高频器件封装的优选方案。
图:陶瓷基板分类 |
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资料来源:富乐德公司公告,华源证券研究所 |
根据制备原理和封装结构等不同,陶瓷载板可分为平面陶瓷载板与三维陶瓷载板两大类。平面陶瓷载板包括厚膜陶瓷载板(TPC)、薄膜陶瓷载板(TFC)和覆铜陶瓷载板(DCB/AMB/DPC 等);三维陶瓷载板包括高/低温共烧陶瓷载板(HTCC/LTCC)等。
当前两大增量场景驱动市场扩容,分别为:1)AI服务器;2)光模块激光器。
AI服务器方面,AI 硬件功耗的持续抬升使得传统 PCB 性能逐步触顶,HDI PCB 局部嵌入陶瓷基板混压 方案成破局路径。当前行业前沿方向是采用 HDI PCB(高密度互联板)+局部 嵌入陶瓷基板混压的方案,将高性能陶瓷基板嵌入铜基 PCB 结构,构建“陶瓷+金属”复合 散热平台,高热流、大电流的核心区域依托陶瓷基板补强性能,在常规布线区域保留 HDI PCB 的成本优势。目前在AI服务器板卡核心区域中,陶瓷基板对传统PCB的替代比例已接近30%, 且将随芯片功耗提升持续扩容。
图:HDI PCB+局部嵌入陶瓷基板混压方案示意图 |
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资料来源:艾邦陶瓷展公众号,华源证券研究所 |
光模块激光器芯片方面,随着光模块速率从 400G 向 800G、1.6T 加速跃升,激光器芯片的集成度越来越高、功 耗同步攀升。
目前半导体制冷片 TEC 常用的陶瓷基板材料主要有氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷等,通过 DBC 直接覆铜或 DPC 直接电镀铜工艺制成。材料方面氧化铝陶瓷性价比高,应用更广泛; 氮化铝陶瓷导热率更高,主要用作精密制冷和高效制冷领域。 在 CPO 架构下,光引擎与交换 ASIC 的紧密集成将热密度推向新高度,光器件的温度稳 定性直接影响光信号质量。TEC 领先企业 Phononic 的 CPO 冷却方案依托 TEC 实现光器件 精密温控,与现有风冷或液冷系统配套集成,用于可插拔光模块、共封装光学、HBM GPU 等 场景,实现芯片级热点快速调控。
图:TEC 结构示意图 |
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资料来源:艾邦陶瓷展公众号,华源证券研究所 |
市场规模看,据 QYResearch 调研数据,2025 年光模块用陶瓷基板全球市场规模约 3.54 亿美元,2032 年预计增至 16.83 亿美元,2026-2032 年 CAGR 约 21.6%。
行业发展看,需求结构上,光模块速率代际升级推动行业需求中心由 400G/800G 快速向 1.6T/3.2T 迁移,2026 年 800G 占全球光模块用陶瓷基板收入的比例预计升至 42.50%,或将成为最大单一应用,1.6T 占全球光模块用陶瓷基板收入的比例预计由 2025 年的 2.39% 快速提升至 2026 年的 11.46%,速率代际升级抬升单模块陶瓷基板价值量。
围绕高导热材料升级、光通信温控需求增长及高端陶瓷基板国产替代方向,产业相关:1)氮化铝粉体及陶瓷基板一体化标的:国瓷材料、旭光电子;2)DPC 陶瓷载板、光通信陶瓷基板及管壳厂商:富乐德、中瓷电子;3)布局陶瓷混压 PCB 研发与应用拓展的标的:科翔股份。
参考报告:
《20261008-华源证券-陶瓷基板行业专题:AI服务器迎破局方案,光通信陶瓷基板有望量价齐升》
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