Daftar isi
1. Hambatan Pembuangan Panas pada Chip AI dan Terobosan Material Silikon Karbida
2. Karakteristik dan Keunggulan Teknis Substrat Silikon Karbida
3. Rencana Strategis dan Pengembangan Kolaboratif oleh NVIDIA dan TSMC
4. Jalur Implementasi dan Tantangan Teknis Utama
5. Prospek Pasar dan Ekspansi Kapasitas
6. Dampak pada Rantai Pasokan dan Kinerja Perusahaan Terkait
7. Aplikasi Luas dan Ukuran Pasar Keseluruhan Silikon Karbida
8. Solusi Khusus dan Dukungan Produk dari XKH
Kendala pembuangan panas pada chip AI masa depan sedang diatasi dengan material substrat silikon karbida (SiC).
Menurut laporan media asing, NVIDIA berencana untuk mengganti material substrat perantara dalam proses pengemasan canggih CoWoS pada prosesor generasi berikutnya dengan silikon karbida. TSMC telah mengundang produsen utama untuk bersama-sama mengembangkan teknologi manufaktur untuk substrat perantara SiC.
Alasan utamanya adalah peningkatan kinerja chip AI saat ini telah menemui keterbatasan fisik. Seiring meningkatnya daya GPU, pengintegrasian beberapa chip ke dalam interposer silikon menghasilkan kebutuhan pembuangan panas yang sangat tinggi. Panas yang dihasilkan di dalam chip mendekati batasnya, dan interposer silikon tradisional tidak dapat mengatasi tantangan ini secara efektif.
Prosesor NVIDIA Mengganti Material Pembuangan Panas! Permintaan Substrat Silikon Karbida Diprediksi Meledak! Silikon karbida adalah semikonduktor celah pita lebar, dan sifat fisiknya yang unik memberikannya keunggulan signifikan di lingkungan ekstrem dengan daya tinggi dan fluks panas tinggi. Dalam pengemasan canggih GPU, ia menawarkan dua keunggulan utama:
1. Kemampuan Disipasi Panas: Mengganti interposer silikon dengan interposer SiC dapat mengurangi resistansi termal hingga hampir 70%.
2. Arsitektur Daya yang Efisien: SiC memungkinkan terciptanya modul regulator tegangan yang lebih efisien dan lebih kecil, secara signifikan memperpendek jalur pengiriman daya, mengurangi kerugian sirkuit, dan memberikan respons arus dinamis yang lebih cepat dan lebih stabil untuk beban komputasi AI.
Transformasi ini bertujuan untuk mengatasi tantangan pembuangan panas yang disebabkan oleh peningkatan daya GPU secara terus-menerus, serta memberikan solusi yang lebih efisien untuk chip komputasi berkinerja tinggi.
Konduktivitas termal silikon karbida 2-3 kali lebih tinggi daripada silikon, secara efektif meningkatkan efisiensi manajemen termal dan memecahkan masalah pembuangan panas pada chip berdaya tinggi. Kinerja termalnya yang sangat baik dapat mengurangi suhu sambungan chip GPU sebesar 20-30°C, secara signifikan meningkatkan stabilitas dalam skenario komputasi tinggi.
Jalur Implementasi dan Tantangan
Menurut sumber rantai pasokan, NVIDIA akan menerapkan transformasi material ini dalam dua langkah:
• 2025-2026: GPU Rubin generasi pertama masih akan menggunakan interposer silikon. TSMC telah mengundang produsen utama untuk bersama-sama mengembangkan teknologi pembuatan interposer SiC.
• 2027: Interposer SiC akan secara resmi diintegrasikan ke dalam proses pengemasan canggih.
Namun, rencana ini menghadapi banyak tantangan, terutama dalam proses manufaktur. Kekerasan silikon karbida sebanding dengan kekerasan berlian, sehingga membutuhkan teknologi pemotongan yang sangat tinggi. Jika teknologi pemotongan tidak memadai, permukaan SiC dapat menjadi bergelombang, sehingga tidak dapat digunakan untuk kemasan canggih. Produsen peralatan seperti DISCO dari Jepang sedang berupaya mengembangkan peralatan pemotongan laser baru untuk mengatasi tantangan ini.
Prospek Masa Depan
Saat ini, teknologi interposer SiC pertama kali akan digunakan pada chip AI tercanggih. TSMC berencana meluncurkan CoWoS reticle 7x pada tahun 2027 untuk mengintegrasikan lebih banyak prosesor dan memori, meningkatkan area interposer menjadi 14.400 mm², yang akan mendorong peningkatan permintaan substrat.
Morgan Stanley memperkirakan bahwa kapasitas pengemasan CoWoS bulanan global akan melonjak dari 38.000 wafer 12 inci pada tahun 2024 menjadi 83.000 pada tahun 2025 dan 112.000 pada tahun 2026. Pertumbuhan ini akan secara langsung meningkatkan permintaan akan interposer SiC.
Meskipun substrat SiC 12 inci saat ini masih mahal, harga diperkirakan akan secara bertahap turun ke tingkat yang wajar seiring dengan peningkatan produksi massal dan kematangan teknologi, sehingga menciptakan kondisi untuk aplikasi skala besar.
Interposer SiC tidak hanya mengatasi masalah pembuangan panas tetapi juga secara signifikan meningkatkan kepadatan integrasi. Luas substrat SiC 12 inci hampir 90% lebih besar daripada substrat 8 inci, memungkinkan satu interposer untuk mengintegrasikan lebih banyak modul Chiplet, secara langsung mendukung persyaratan pengemasan CoWoS reticle 7x NVIDIA.
TSMC berkolaborasi dengan perusahaan Jepang seperti DISCO untuk mengembangkan teknologi manufaktur interposer SiC. Setelah peralatan baru tersedia, manufaktur interposer SiC akan berjalan lebih lancar, dengan perkiraan masuk ke pasar pengemasan canggih paling awal pada tahun 2027.
Didorong oleh berita ini, saham-saham terkait SiC menunjukkan kinerja yang kuat pada tanggal 5 September, dengan indeks naik 5,76%. Perusahaan-perusahaan seperti Tianyue Advanced, Luxshare Precision, dan Tiantong Co. mencapai batas kenaikan harian, sementara Jingsheng Mechanical & Electrical dan Yintang Intelligent Control melonjak lebih dari 10%.
Menurut Daily Economic News, untuk meningkatkan kinerja, NVIDIA berencana mengganti material substrat perantara dalam proses pengemasan canggih CoWoS dengan silikon karbida dalam cetak biru pengembangan prosesor Rubin generasi berikutnya.
Informasi publik menunjukkan bahwa silikon karbida memiliki sifat fisik yang sangat baik. Dibandingkan dengan perangkat silikon, perangkat SiC menawarkan keunggulan seperti kepadatan daya tinggi, kehilangan daya rendah, dan stabilitas suhu tinggi yang luar biasa. Menurut Tianfeng Securities, rantai industri SiC hulu melibatkan persiapan substrat SiC dan wafer epitaksial; sedangkan rantai tengah mencakup desain, manufaktur, dan pengemasan/pengujian perangkat daya SiC dan perangkat RF.
Di sektor hilir, aplikasi SiC sangat luas, mencakup lebih dari sepuluh industri, termasuk kendaraan energi baru, fotovoltaik, manufaktur industri, transportasi, stasiun pangkalan komunikasi, dan radar. Di antara sektor-sektor ini, otomotif akan menjadi bidang aplikasi inti untuk SiC. Menurut Aijian Securities, pada tahun 2028, sektor otomotif akan menyumbang 74% dari pasar perangkat SiC daya global.
Dalam hal ukuran pasar secara keseluruhan, menurut Yole Intelligence, ukuran pasar substrat SiC konduktif dan semi-isolasi global masing-masing adalah 512 juta dan 242 juta dolar AS pada tahun 2022. Diproyeksikan bahwa pada tahun 2026, ukuran pasar SiC global akan mencapai 2,053 miliar dolar AS, dengan ukuran pasar substrat SiC konduktif dan semi-isolasi masing-masing mencapai 1,62 miliar dolar AS dan 433 juta dolar AS. Tingkat pertumbuhan tahunan majemuk (CAGR) untuk substrat SiC konduktif dan semi-isolasi dari tahun 2022 hingga 2026 diperkirakan masing-masing sebesar 33,37% dan 15,66%.
XKH mengkhususkan diri dalam pengembangan yang disesuaikan dan penjualan global produk silikon karbida (SiC), menawarkan berbagai ukuran lengkap dari 2 hingga 12 inci untuk substrat silikon karbida konduktif dan semi-isolasi. Kami mendukung kustomisasi parameter yang dipersonalisasi seperti orientasi kristal, resistivitas (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm), dan ketebalan (350–2000μm). Produk kami banyak digunakan di bidang-bidang kelas atas termasuk kendaraan energi baru, inverter fotovoltaik, dan motor industri. Dengan memanfaatkan sistem rantai pasokan yang kuat dan tim dukungan teknis, kami memastikan respons cepat dan pengiriman yang tepat, membantu pelanggan meningkatkan kinerja perangkat dan mengoptimalkan biaya sistem.
Waktu posting: 12 September 2025