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钻石之后,英伟达又带火了陶瓷

IP属地 中国·北京 编辑:周伟 字母榜 时间:2026-06-10 18:11:32

说一件你可能不太相信的事情,陶瓷,正在被AI带火。

过去提到陶瓷,你最先想到的应该是马桶和瓷砖。

但是最近,A股的陶瓷概念股暴涨。

陶瓷已经开始和英伟达、GPU、光模块、半导体设备这些AI新贵们绑在一起了。

如今陶瓷能成为AI概念股,主要依靠的是下面这三条线:

第一条是MLCC。它是电路板上的小型被动元件,作用是稳定芯片供电。AI服务器功耗越来越高,芯片周围就需要更多这种元件。

第二条是陶瓷基板和封装材料。芯片越热,越需要能同时导热和绝缘的材料。金属导热好但导电,塑料绝缘但扛不住高温,于是高端陶瓷材料需求量迅速暴涨。

第三条是半导体制造设备里也需要更多的先进陶瓷部件。比如晶圆厂的刻蚀机、沉积设备,陶瓷是为数不多能扛得住那种生产环境的材料。

那么具体又是怎么回事呢?

MLCC

MLCC,全称多层陶瓷电容器,是采用陶瓷介质与金属电极交替叠层、经高温共烧而成的微型被动元件。它的作用,是保证高功耗芯片能稳定运行。

芯片瞬间拉电流时,电压会波动,MLCC负责去耦、滤波、稳压,帮助电源更稳定。

MLCC是电路板上的基础被动元件,因此有个外号,叫做“电子工业的大米”。

过去MLCC确实像大米一样,便宜、大量、不起眼。但GPU火了以后,MLCC也从普通的大米,摇身一变成为了康熙御田胭脂米(红楼梦里面贾母的红稻米)。

核心原因是功耗。

传统服务器功耗约2000W,搭载英伟达GPU的AI服务器功耗可达1万W,是传统服务器的5倍。GPU、CPU、HBM、NVSwitch、电源模块都要在高频、高功耗下运行。

AI服务器里的GPU功耗越来越高,芯片周围需要更多性能更好的MLCC来稳定供电。英伟达新平台还增加了DPU和高速网络模块,这些模块同样需要大量高端MLCC。

结果就是,每块计算板、交换机板上用的MLCC数量更多、规格更高,成本也明显上升。等到这些板卡被装进整机架服务器里,需求就被进一步放大了。

普通服务器约2000-3000颗MLCC,AI服务器则是另一个量级。英伟达GB300单机约3万颗,是普通服务器的10倍以上,是手机的30倍。单个AI机柜NVL72消耗约44万颗。

2026年5月,摩根士丹利发布的拆解报告显示,英伟达Rubin平台VR200 NVL72,单机柜MLCC用量从GB300的48万颗升至60万颗,增长25%。

更关键的是,每台机架上面MLCC的价格,也从1530美元飙升到了4320美元,暴增182%。

而且这种增长还是一个长期现象。

中金公司预测,2026、2027年AI服务器MLCC需求量将分别增长87%和88%。村田制作所预测,2025年至2030年,AI服务器用MLCC市场年复合增长率将达到30%,市场规模将增长3.3倍。

全球AI用MLCC市场规模已达52.66亿美元,预计2032年将攀升至169.2亿美元。

全球MLCC市场高度集中,日本村田制作所市场份额31%-32%,韩国三星电机22%-23%,日本太阳诱电约10%。三家合计占据全球67%的市场份额。

在高端AI服务器MLCC领域,村田一家独大,市占率约70%。

国内企业风华高科、三环集团等在高端市场份额不足10%。

2025年以来,村田、三星电机、太阳诱电等厂商集体涨价。2026年4月,村田针对AI服务器和高端车规级MLCC产品全面涨价,涨幅介于15%至35%之间,新价格体系于4月1日正式生效。

三星电机4月起全线涨价10%-20%,天津工厂满载,暂停低价新单。太阳诱电宣布MLCC全线产品将于5月1日起进行价格调整。

然而,村田、三星电机的MLCC整体产能利用率已达90%-95%,高端高容产品已经处于满产状态。订单量是现有产能的2倍,交期20周以上。

MLCC产线建设周期约18-24个月,高端产品还需额外1-2年的客户认证周期,短期无法快速增加供给。村田2025-2026资本开支3500亿日元以上,仍然满足不了需求。

但是相对的,中低端产线无法升级做高端。设备、工艺、材料体系完全不同,高端产线也没办法下沉。

村田数据显示,其2026年服务器相关MLCC销售额预计同比增长85%-90%。三星电机凭借博迁新材120nm、80nm、60nm等优质材料供应,在AI服务器领域MLCC全球份额已达45%以上,并在菲律宾等地持续扩充产能。

国产MLCC公司里,风华高科、三环集团更偏民用和规模化替代;鸿远电子、火炬电子、振华科技更偏军工高可靠;达利凯普则切在射频微波MLCC这个高端细分市场。国瓷材料、洁美科技、博迁新材是MLCC上游材料和耗材环节。

陶瓷基板

高功率芯片需要材料同时满足几个矛盾条件:要导热,快速散发芯片产生的热量;要绝缘,防止电路短路;要耐高温,承受芯片运行时的高温环境;要可靠,长期稳定工作不失效。

传统材料很难同时满足。

金属导热好但导电,无法满足绝缘要求。普通塑料绝缘但耐热和导热性能不够。

唯有先进陶瓷材料。氮化铝(AlN)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)等高端陶瓷材料,能够同时满足导热、绝缘、耐高温、高可靠性等多重要求。

氮化铝导热系数约200 W/(mK),氮化硅导热系数可达300 W/(mK),同时具备优异的电绝缘性能和热膨胀系数匹配性。陶瓷基板可以在保持电绝缘的前提下,快速将芯片热量传导出去。

陶瓷基板同样也不是什么新技术,过去陶瓷基板主要用于功率半导体、激光器件等特定场景,市场规模有限。但是现在不一样了,陶瓷基板成为了“AI新贵”。

工艺路线主要有三种:AMB(Active Metal Brazing,活性金属钎焊)、DPC(Direct Plated Copper,直接镀铜)、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic,高温共烧陶瓷)。

AI服务器散热基板、HBM先进封装、1.6T/3.2T高速光模块封装、功率半导体封装、激光器件封装,都在大量使用陶瓷基板。

AI服务器对被动元件需求量超过普通服务器1倍以上,GB300机柜MLCC用量较GB200增长近10倍。三环集团针对数据中心48V电源系统推出了多规格高容产品,满足高密度供电需求。随着代际升级,单机MLCC用量呈倍数增长。

芯片功耗越高,散热要求越严格,对基板材料的导热、绝缘、可靠性要求越高。传统有机基板在高功率场景下已经接近物理极限,陶瓷基板成为必选项。

英伟达GB200 GPU功耗1000W,Rubin平台功耗翻倍至2000W。功耗翻倍意味着热量翻倍,散热难度指数级上升。有机基板的导热系数通常在1-5 W/(mK),而氮化硅可以达到300 W/(mK)。

HBM先进封装对陶瓷基板的需求更加迫切。HBM是高带宽存储器,多层DRAM芯片堆叠在一起,功耗密度极高。

如何在极小空间内快速散热,同时保证电气性能和长期可靠性,是封装设计的核心难题。陶瓷基板的高导热、高绝缘、低热膨胀系数特性,正好匹配这个需求。

最近在网上热度很高的光模块,同样依赖陶瓷基板。

1.6T/3.2T高速光模块,数据传输速率越高,功耗越大,发热越严重。光芯片对温度极其敏感,温度波动会直接影响光信号质量。氮化铝薄膜基板可以快速散热,同时保证热稳定性,是高速光模块的关键材料。

但陶瓷基板的生产工艺是非常复杂的,还有一个问题,这个产业良率爬坡周期长,客户认证周期长。

氮化铝、氮化硅等高端陶瓷材料的制备本身就有技术壁垒,再加上金属化、精密加工、可靠性测试等环节,整个产业链的扩产速度受限。

这就形成了一个典型的供需缺口。需求端,AI算力扩张、芯片功耗提升、先进封装渗透,都在加速陶瓷基板的需求增长。供给端,技术壁垒、产能爬坡、客户认证,都在限制供给扩张速度。缺口越大,价值重估的空间越大。

海外玩家主要集中在日本和欧美,日本京瓷、村田、丸和、NGK/日本碍子等长期占据高端电子陶瓷和封装材料优势,罗杰斯、CoorsTek 等欧美公司也在高频、高可靠陶瓷材料中有布局。

国内厂商里,中瓷电子更偏光通信、射频与半导体封装用陶瓷外壳和基板;三环集团、国瓷材料、富乐德、壹石通等覆盖陶瓷基板、粉体或半导体设备陶瓷环节;此外还有一些公司切入氮化铝、氮化硅、氧化铝基板。

和MLCC类似,国产厂商并不是没有能力,而是高端客户认证、批量稳定性、良率和材料体系仍是门槛。

半导体制造里的先进陶瓷

半导体制造对环境的要求比较高,需要高温、强腐蚀、强电场,还要有超高的洁净度。陶瓷,依然是最合适的材料。

静电卡盘(ESC, Electrostatic Chuck)是陶瓷在半导体制造里最核心的应用。它的功能是在晶圆加工过程中,利用静电力将硅晶圆牢固固定到位,同时控温、降低背面颗粒污染。

静电卡盘的精度要求极高,平整度可达头发丝的1/80。应用环节覆盖刻蚀、薄膜沉积、离子注入、光刻等关键工艺。

第二大用途就是腔体涂层了,它的作用是抵抗等离子体腐蚀,保护设备腔体。

腔体涂层材料要求耐高温、耐腐蚀、低颗粒污染。等离子体刻蚀过程中,腔体内部环境极其恶劣,温度高、腐蚀性强,普通材料很快就会被腐蚀,产生颗粒污染,影响晶圆良率。

先进陶瓷涂层可以长期稳定工作,减少设备维护频率,提高晶圆厂产能利用率。

再往高端走则是气溶胶沉积膜(AD膜)。

它的功能是在金属、石英、陶瓷等基材上形成致密氧化钇膜,抑制等离子体腐蚀并减少颗粒污染。

技术壁垒在于高纯度、高致密性。氧化钇膜的纯度和致密性直接影响耐腐蚀性能和颗粒产生量,而这两个指标都需要极高的工艺控制能力。

日本马桶巨头TOTO就是一个非常具有代表性的例子,其因先进陶瓷业务在2026年4月30日股价暴涨18%,市值突破1万亿日元,创下历史新高。

截至2026年3月财年,TOTO先进陶瓷业务营业利润达270亿日元,营业利润占比首次超过55%,超过核心的住宅卫浴设备业务,成为公司第一大利润引擎。营业利润率从五年前的9%暴涨至40%以上。订单排期已排到2027年。

TOTO早在1980年代就布局半导体精密陶瓷业务,其高纯度陶瓷技术在业界处于顶尖水平。

当时的大背景是日本经济高速增长期尾声,宅建热潮退去。

TOTO陶瓷业务企划部主管龟岛淳司(Junji Kameshima)回忆:“我们决定将陶瓷技术从卫浴领域延伸至高附加值市场。”

TOTO于1984年正式成立的陶瓷事业部,锁定芯片制造设备三大核心产品:用于蚀刻设备的静电吸盘、保护逻辑半导体腔体的气溶胶沉积组件,以及大型液晶面板生产设备的高耐用结构件。

而这些产品的制造工艺,都源自马桶生产中积累的精密成型技术。

2020年,日本大分县中津市的新工厂引入全自动化生产线,配合AI质检系统,良率大幅提升。TOTO宣布将加快静电卡盘的研发和产能建设,重点投向NAND存储芯片生产所需的静电卡盘。

Palliser Capital敦促公司把资本配置更多投向这一高回报业务,估算若加大资本投入并改善披露,TOTO股价有望从当时的6000日元飙升55%至9000日元。

全球市场格局高度垄断。全球前五大厂商垄断93%份额,主要企业包括美国应用材料、美国LAM、日本新光电气、日本TOTO等。中国高端静电卡盘国产化率不足1%,12英寸产品几乎100%依赖进口。

在半导体设备陶瓷件上,国内公司也有进展。

中瓷电子已把静电卡盘列为产品,并披露光通信陶瓷封装产品和氮化铝薄膜基板实现批量供货;珂玛科技则更偏半导体设备用先进陶瓷零部件,招股书显示其陶瓷加热器和部分静电卡盘已量产,产品用于薄膜沉积、刻蚀等环节。它们替代的不是普通陶瓷,而是晶圆制造中直接影响吸附、控温、耐腐蚀和颗粒污染的关键部件。

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