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◆ 国家队官宣入局,热管理赛道再“起风” !

悉,近日,OpenAI发布的“文生视频”工具Sora短短数日就已火遍全网。


不仅如此,就在2月21日,国务院国资委召开“AI赋能产业焕新”中央企业人工智能专题推进会。会议强调,中央企业要把发展人工智能放在全局工作中统筹谋划,深入推进产业焕新,加快布局和发展智能产业。要夯实发展基础底座,把主要资源集中投入到最需要、最有优势的领域,加快建设一批智能算力中心,进一步深化开放合作,更好发挥跨央企协同创新平台作用。开展AI+专项行动,强化需求牵引,加快重点行业赋能,构建一批产业多模态优质数据集,打造从基础设施、算法工具、智能平台到解决方案的大模型赋能产业生态。


AI已经势不可挡,连带产业链又将是一个超级大市场!

AI算力基建以服务器为主,主要结构可分为芯片、存储设备、交换机、光模块、冷却系统、电源等硬件,这其中涵盖基体、封装、树脂等多个品类原材料。据中金科技测算,2023-2025年由AI算力需求带来的服务器增量或达25万台,增量可观。


本文以下就算力硬件中涵盖的相关各类材料做简要盘点,如有错漏欢迎指正。


(1)芯片

AI芯片主要分为GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、ASIC(专用集成电路)三类。其上游实质仍是大家熟知的半导体产业链,主要涉及基体材料,制造及封装材料

具体来看,基体材料有硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅、金刚石...,制造及封装材料有电子特气、光掩膜、抛光液、抛光垫、光刻胶及配套试剂、掺杂材料、绝缘材料(氧化铝、氮化硅等)、二极管材料(二硫化锗、磷化铟镓等)、溅射靶材等。

这其中,金刚石被视为终极半导体材料2023年10月,美国公司Diamond Foundry(简称DF)创造出世界上首个单晶钻石晶圆(Diamond Wafer),可以实现将钻石直接以原子方式与集成电路晶圆粘合,晶圆厚度可以达到埃级精度。该公司金刚石晶圆产品能将AI&云计算速度提升3倍、电力电子元器件缩小6倍,无线传输速度加快3倍。按照公司规划,在2023年以后,他们计划在每个芯片后安装一颗单晶钻石用于散热,到2033年以后,推动钻石材料在半导体行业的应用,如用于制造晶体管或其他半导体元件的基底材料。

这里涉及到一个关键的光刻胶材料PSPI(光敏聚酰亚胺),目前全球生产企业主要包括HDM公司、东丽Toray、富士胶片等。


(2)PCB

受AI服务器拉动,印刷电路板(PCB)中高频高速覆铜板需求有望放量增长,尤其是M6 级别以上极低损耗覆铜板。PCB是算力系统核心组件之一,根据Prismask,预计2026年我国PCB产值将达到546亿美元,其核心部件覆铜板(CCL)原材料包括电子铜箔、玻纤布、特种树脂等。

这其中又以特种电子树脂材料为关键,目前主要以改性环氧电子树脂为主(如联苯型环氧树脂、双酚环戊二烯型环氧树脂、MAR型环氧树脂等)。此外聚苯醚(PPO)、碳氢、双马来酰亚胺(BMI)、PTFE等高频高速覆铜板用新型树脂也正在快速发展。


从市场来看,覆铜板产业链企业主要包括松下、昭和电工、中兴化成等日本企业,以及台耀、联茂等中国台湾企业。上游树脂则以旭化成、索尔维、赫氏、科腾等海外企业为代表。国内方面相关企业则主要有圣泉集团、东材科技、生益科技、南亚新材、华正新材、宏昌电子等等。

其中,东材科技近日表示,公司已建成3700吨双马来酰亚胺树脂产能。该材料起互连导通、绝缘和支撑的作用,实现Sora运算的高频高速,目前已经规模化应用于Open AI、Nvidia的AI服务器中,并间接进入到英伟达、华为、苹果、英特尔等主流产业链体系。目前该材料占某头部企业用量的100%份额。


(3)光模块

光模块作为信息传输核心,速率和稳定性重点在光芯片。光芯片目前主要以硅、磷化铟、砷化镓、铌酸锂等为主要材料,正在向400G/800G/1.6T高速率趋势发展。

目前砷化镓主要生产商有 Freiberger、Sumitomo 、北京通美等;磷化铟主要厂商有IQE、IntelliEPI等;铌酸锂主要生产商有 Sumitomo、Shin-Etsu等,上述部分衬底材料国内中芯国际、中科院等也在积极布局。

除光芯片外,由于高速传输对散热的需求,高导热、低膨胀的金属基复合材料钨铜合金、金刚石/铜复合材料等在光芯片封装领域的应用也正在增长。


(4)芯片热管理

除上述光芯片中提到的金属基封装材料外,芯片热管理主要涉及风冷/水冷相关散热材料,如液冷氟化液(氢氟醚、全氟胺、全氟聚醚等),以及基板、界面材料、底填材料相关导热材料,如导热硅油、导热垫片、石墨膜、导热凝胶、导热相变材料等。其中目前应用较多的导热填料可分为金属颗粒、氧化物、氮化物(氮化硼、氮化铝等)以及碳材料。

从市场格局来液冷氟化液海外相关供应商主要有3M、苏威、旭硝子等,国内相关企业有巨化股份、纯钧新材等。热界面材料海外相关供应商主要有Laird、Chomerics、 Bergquist、Fujipoly、SEKISUI、DowCorning、ShinEtsu 和 Honeywell 等,国内相关企业有万华化学、新宙邦、巨化股份、润禾材料、中石科技、德邦科技、彗晶新材、深圳博恩等。


来源:网络整理

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