AI驱动碳化硅产业爆发，四大龙头公司深度解析

随着智算中心能耗持续攀升，英伟达正式推出800V高压直流供电架构，全球功率半导体器件交付周期正在延长，部分龙头企业交期已突破30周。由于各地区成熟制程产能普遍处于满负荷状态，下半年产能紧张局面预计将进一步加剧。英飞凌等行业巨头明确表示，AI数据中心的加速部署正在推动功率开关与集成电路产品出现供应缺口。

这些产业变化为碳化硅材料创造了全新的市场机遇。

本文将围绕AI数据中心和终端硬件为碳化硅开辟的应用场景进行系统梳理，汇总全球主要厂商在8英寸产线方面的最新扩产动态，介绍从衬底、晶体生长设备到固态变压器等细分领域的代表性企业及市场前景，为投资者提供参考依据。

一、固态变压器赋能兆瓦级算力

伴随着大模型训练与推理需求的急剧增长，以英伟达Blackwell和GB200为代表的新一代AI芯片正推动单机柜功率从传统200kW向1MW以上快速升级。传统的54V低压直流供电架构在载流能力、铜耗水平、转换效率和空间占用等方面均已触及上限，在物理与经济双重维度都无法满足兆瓦级算力集群的供电需求。在此背景下，英伟达正式确立并主导800V高压直流供电架构。根据技术规范，自2026年起，所有适配GB300系列算力集群的智算中心必须采用固态变压器实现10kV交流至800V直流的直接转换，否则将无法获得官方适配与技术支持。

相较于传统工频变压器，固态变压器展现出卓越的性能优势。

传统工频变压器工作频率仅为50或60Hz，导致磁芯和绕组体积庞大，设备重量通常达到20吨左右，在城市核心区的智算中心等应用场景中，体积和重量已成为难以克服的制约因素。而采用碳化硅技术的量产型固态变压器将体积重量缩减至原来的四分之一至六分之一，功率密度提升4倍以上，全链路损耗降低超过70%，转换效率最高可达98.8%。同时，空载损耗降低95%以上，年能效增益超过4%。在核心功能层面，它集成了调压、谐波抑制、故障隔离、交直流双向转换和毫秒级功率调控能力，从传统的被动变压装置升级为智能电网节点。在架构适配方面，它省略了3级以上的转换环节，链路成本降低40%，完美实现10kV交流直转800V直流。

在产业化落地方面，固态变压器已开始进入算力基础设施建设阶段。台达电子与美团、秦淮数据在2025年11月联合发布了全球首个算力中心固态变压器智能直流供电系统方案，并率先在秦淮数据中心产业园落地应用，为美团业务提供电力保障。美团数据中心采用了台达电子生产的固态变压器，该系统以碳化硅MOSFET为核心器件，整机转换效率超过98.5%，紧凑一体化设计使占地面积减少50%，可在1米空间内实现兆瓦级供电。

二、固态变压器赛道群雄并起

除台达电子外，全球众多产业链企业已展开深度布局。

纳微与洛桑联邦理工学院研究中心联合展示了250kW固态变压器解决方案，采用纳微的3300V超高压和1200V高压碳化硅沟槽辅助平面MOSFET及模块，实现3.3kV交流电至800V直流电的转换。

麦格米特在2025年11月的投资者交流活动中透露，公司在人工智能业务领域已打通供应链全链条，获得了部分国内外客户的小批量订单，在技术路径上同步推进固态变压器与巴拿马电源方案，覆盖了定制芯片体系和英伟达体系等多类客户需求。

阳光电源在2025年宣布正式进军人工智能数据中心电源业务领域，提供固态变压器及电源解决方案，并计划与国际头部云服务商、国内头部互联网企业开展产品立项和联合开发，争取在2026年实现产品落地和小规模交付。

金盘科技于2025年8月完成了适用于800V供电架构的10kV/2.4MW固态变压器样机设计与生产，该产品采用全碳化硅方案和级联H桥结构，转换效率达到98%，并具备向更高功率拓展的能力。

四方股份推出的新一代数据中心供电方案创新性地采用无工频变压器设计，实现中压交流直转低压直流，最高效率超过98%。

江苏华辰与西安交通大学签订了联合研发协议，预计于2026年上半年完成样机研制并交付测试，年底计划具备功率模块测试与优化能力。

新风光将固态变压器列为公司战略重点布局方向，预计2026年上半年推出产品样机。

特锐德预计2026年完成首套面向数据中心的110kV整体解决方案商业化落地，其固态变压器项目已经启动，预计2027年推出1.0产品并完成第三方认证，实现800V输出和98%以上转换效率。

特变电工在固态变压器领域拥有深厚积累，曾在2017年开发了行业首套10kV/1MW多端口电力电子变压器，目前已在珠海唐家湾、东莞数据中心、山西电科院、苏州宝通等多个国网和南网项目中实现示范应用。

新特电气正布局固态变压器配套用变压器的研发与创新，目前处于技术开发阶段。

科华数据具备相关技术储备，加大了数据中心高功率电力需求产品的研发投入。

海外市场动态：

在海外及新兴企业中，伊戈尔正在研发35kV/10MVA固态变压器原型机，计划送样检测。

伊顿电气完成了对行业领先的固态变压器技术开发商Resilient Power Systems公司的收购。

为光能源推出的系列产品通过采用碳化硅功率器件和软开关技术，整机效率达98.5%以上，无源元件体积缩小，系统体积和重量减少60%以上。

中国西电在2025年10月发布4MW光伏直挂型固态变压器，运行效率达到97.5%，其2.4MW产品已在贵安数据中心实现规模化应用。

SolarEdge与英飞凌合作共同开发2至5兆瓦的模块化固态变压器构建模块，融合碳化硅开关技术，效率达99%以上。

Amperesand的第三代固态变压器基于最新一代碳化硅技术，中压交流到低压直流转换效率超过98.5%，支持兆瓦级充电和800V直流人工智能工厂供电。

Infinity Flow采用碳化硅器件，令固态变压器效率比传统方案提高至少3%，2026年2月其第四代模块在满功率下效率高达98.3%。

日立有限公司在2021年开发了用于电动汽车充电的固态变压器，通过使用碳化硅将驱动频率提高到50kHz，输出功率提升，占地面积减少40%，重量减轻70%。

由特斯拉前高管创立的Heron Power宣布完成1.4亿美元融资，将建造年产能40GW的碳化硅固态变压器工厂，计划于2027年初试生产。

DG Matrix提供多端口系统，计划在2026年第一季度发货，第二季度末完成认证，第三季度初推出1MW以上电源。

Novos Power自研的可变气隙固态变压器采用高频碳化硅维持电压稳定性，能直接接入13-48千伏公用电网，对毫秒级的GPU负载波动做出动态响应。

此外，变频器终端厂商也在加速布局，汇川技术率先推出搭载碳化硅技术的高速变频器，禾望电气、东芝、富凌电气、罗克韦尔等12家厂商也在积极推进，一个新的百亿级赛道正在加速形成。

基于智算中心供应链报告，人工智能电源将占到2030年碳化硅电源市场的50%。2025年，全球碳化硅衬底市场规模约为12.24亿美元，约合85亿元，其中大部分由汽车市场贡献。随着新能源汽车占比提升和800V架构渗透率提高，车规级碳化硅渗透率到2030年有望升至20%，使得传统电源市场需求增长4倍达到340亿元。结合人工智能电源各占一半的假设，到2030年整体电源的碳化硅衬底需求有望接近700亿元，实现近8倍的扩张。

三、碳化硅开辟两大新兴市场

除电源领域的颠覆性变革外，先进封装和智能终端也为碳化硅材料开辟了巨大的新增量市场。

在先进封装领域，随着算力芯片功率持续攀升，台积电的CoWoS封装面临严峻的热管理与结构刚性挑战。硅中间层已经触及热匹配瓶颈，且随着中间层尺寸不断增大，硅的结构刚性难以继续支撑。如果选择玻璃中间层，IBM的测试显示其逻辑芯片温度比硅中间层高约14摄氏度，原因在于玻璃的热导率较低。金刚石虽然热导率极高，但目前尚未有成熟的芯片制造工艺。相比之下，碳化硅在常见材料中表现十分突出。它的热导率为490 W/(mK)，远高于硅的130 W/(mK)和蓝宝石、氮化镓等材质。它的莫氏硬度达到9.5，远高于硅的7，能提供优异的结构强度。带隙达到3.2eV，击穿场强达3.0 MV/cm。

根据集邦的判断，3D IC封装的碳化硅应用有两大方向，首先是散热载板，下一阶段则可能在硅中间层导入半绝缘型碳化硅。目前，台积电已经向部分企业提出较为明确的12英寸中介层碳化硅衬底需求，今年将开启交付，明年的需求预期量将翻倍增长。由于当前12英寸碳化硅衬底良率低，价格高达2万美元/片，但随着量产推进良率提升，预计远期价格有望降至3000美元。如果按照75%的CoWoS封装替换为碳化硅中间层来推演，到2030年将需要超过369万片12英寸碳化硅衬底，对应市场规模有望超过700亿元。

目前全球多家碳化硅企业已送样或配合推进这一进程。天岳先进在先进封装领域配合全球头部客户推进碳化硅的应用突破。

晶升股份已经陆续开始向数家主要客户交付12英寸长晶设备的样机，正对先进封装及AR眼镜等新兴应用的需求进行评估，并根据客户处的测试反馈在设备端进行调整改进。

晶盛机电成功建设了12英寸碳化硅衬底加工中试线，并基于下游应用向产业链客户进行送样验证。

三安光电在热沉散热领域生产的碳化硅衬底已向行业头部客户送样验证。

南砂晶圆已有头部人工智能芯片封装企业开始采用其12英寸衬底进行新一代产品的研发验证。

Wolfspeed也在与业内知名企业合作评估最佳可能的结果。

环球晶完成了12英寸碳化硅晶圆的原型开发并进入送样阶段。

永泉晶圆的12英寸产品已实现量产并出货国际客户，快速切入人工智能服务器与高性能计算所需的高导热散热材料供应链，被国际客户导入高端集成电路散热方案。

此外，台积电也在加强与碳化硅企业的协同，其日本3DIC研发中心处长暨首席研究员陈其贤已就任汉磊的新任董事。

在终端消费硬件方面，AR眼镜远期将为碳化硅贡献大量需求。碳化硅作为光学基底材料，折射率高达2.6至2.8，热导率极高且莫氏硬度达9至9.5，具备极强的耐磨与抗冲击能力，在满足大视场角、高亮度显示和微结构精度控制方面展现出突出潜力。2024年9月，Meta推出其首款AR眼镜Orion的原型机，基于碳化硅波导方案实现了约70度的视场角，是当时最广阔的视野范围，并最大限度抑制了彩虹纹等杂散光影响，优化了功率与能效表现。在材料对比中，碳化硅的折射率高于树脂和光学玻璃，热稳定性优异，加工工艺需采用干法刻蚀与光刻，虽然加工难度高，但非常适合中高端AR光波导模组。多方预计到2030年全球AI或AR眼镜出货量将超过6000万副，长期单独出货量将站上6000万副的高位。按照每片8英寸衬底切割4副眼镜、单片价格4000元推算，远期AR眼镜对碳化硅衬底的需求有望达到600亿元。

四、扩产浪潮推动碳化硅需求增长

下游应用场景的快速蔓延，也直接刺激了全球大厂对产线建设的投入，从而带来上游设备和衬底的巨大机遇。根据不完全统计，从去年九月以来至今年一月，不到半年的时间里，全球各大厂商宣布扩产或新增的8英寸FAB线数量规划年产能就已高达243.4万片。这其中还不包含英飞凌、博世、安森美等未透露具体产能数字的全球头部厂家。

具体来看，EYEQ Lab在釜山举行了总部及8英寸生产设施落成仪式，从2026年起正式投入生产，初期目标为年产3万片。

三菱电机旗下的首座可生产碳化硅8英寸晶圆的工厂于10月1日举行竣工典礼，总投资约1000亿日元。

三安光电与意法半导体合资的安意法半导体8英寸外延、芯片项目一期一阶段在2025年11月通过竣工环保验收，全厂建成后年产车规级MOSFET芯片可达52万片。

芯联集成在互动平台表示其8寸MOSFET产线已经实现量产，产能达到2000片/月。

安森美获得欧盟委员会批准的4.5亿国家补贴，用于在捷克新建8英寸碳化硅工厂。

时代电气在2025年12月举行了晶圆线通线仪式，标志着国内又一条8英寸功率器件晶圆线进入量产，新增年产能36万片，总投资53亿元。

中瓷电子子公司国联万众的8英寸生产线于2025年10月完成通线并批量供货，产能预计达到5000片/月，规划年产能6万片。

意法半导体卡塔尼亚全产业链晶圆厂获得欧洲投资银行10亿欧元信贷支持，全面落成后年产能可达72万片。

士兰微在厦门海沧区的8英寸生产线于2026年1月正式通线，一期计划于2026年至2028年逐步实现产能爬坡，达产后形成年产42万片能力，二期投产后总产能将达72万片。

这波下游扩产潮对上游的拉动效应是极其明显的。以天岳先进2025年的数据为例，全行业2025年整体的8英寸衬底产量其实少于40万片。天岳先进2025年的总预估产量为69.04万片，其中8英寸营收占比约44%，折算其8英寸产量少于20万片，从而占据了全行业51.3%的市场份额。这意味着，仅近半年下游FAB线宣布的新增产能，就已经是2025年全行业8英寸衬底产量的7倍以上。如此巨大的供需缺口，将对上游衬底和长晶设备厂商带来直接的订单催化。

这一基本面反转的态势已经在各家核心标的一季度的财务指标与经营动向中得到了充分印证。衬底龙头天岳先进第一季度归母净利润环比改善达71%，毛利率大幅上升25个百分点，其导电型碳化硅衬底全球市场份额达到27.6%，登顶世界第一，8英寸产品市占率更达到51.3%，公司已与英飞凌、博世等知名巨头签订长期供应协议，全球前十大功率半导体企业超半数都是其客户。长晶炉核心企业晶升股份自2025年底起新增订单逐步恢复，2026年订单情况呈现好转趋势，近期已有批量订单陆续交付，其设备优化了温场控制与生长速率，尺寸覆盖6至12英寸，并已向中国台湾地区主流客户批量交付，拥有较高的市场占有率。

晶盛机电的碳化硅衬底材料业务已实现6-8英寸规模化量产与销售，成功获取主流客户批量订单，份额快速提升。三安光电旗下的湖南三安作为垂直整合平台，已拥有6英寸配套产能16000片/月、8英寸配套产能1000片/月。

在全球大厂中，三星电子晶圆代工业务近期已重启8英寸生产线的建设磋商，深入讨论设备导入规模。博世自2021年以来已交付超6000万颗芯片，中期计划将产能扩大至九位数规模，未来年产能有望达5亿颗。X-FAB在一季度碳化硅晶圆出货量达到1.43万片，同比增长195%，环比增长28%。安森美在一季度人工智能数据中心方面的碳化硅收入环比增长超30%，预计全年该业务营收同比翻倍。英飞凌也表示碳化硅在人工智能相关领域需求旺盛，将推动本财年整体碳化硅业务实现低双位数增长。Wolfspeed在5月5日披露的财报显示其人工智能数据中心应用业务环比增长约30%。

综合这些业务事实，碳化硅行业在2026年以前的持续下行、价格主要依赖车规市场定价的旧有印象已经被打破。在车规等传统电源需求到2030年有望增长4倍、达到340亿元的基础上，AI电力、AI硬件和AI终端分别带来了340亿元、740亿元和600亿元的全新增量。到2030年及以后，整体电源的衬底需求有望接近700亿元，实现近8倍的增长。未来碳化硅衬底市场规模有望增至2000亿元以上，整个行业正迎来全面价值重估的拐点。

五、重点公司

综上所述，国内4家公司投资者可以重点关注：天岳先进、晶升股份、晶盛机电、三安光电。

以上，仅供参考，要有自己的判断。

声明：本文仅为行业研究与学术交流之用，不构成任何投资建议或操作指引。市场风险客观存在，应基于独立判断与充分调研作出决策。