中金公司研究院、民生研究院**、天丰先生、新材料先生、网上公开资料[洞察热管理]。据悉,近日,OpenAI发布了“文生**”工具sora短短几天时间,就风靡了整个网络。 不仅如此,2月21日,**国资委召开“AI赋能产业更新”。**企业人工智能特别推介会。 会议强调,企业要把人工智能发展纳入统筹工作,进一步推动产业更新,加快智能产业布局发展。 要夯实发展基础,将主要资源集中在最需要和最具优势的领域,加快建设一批智能计算中心,进一步深化开放合作,更好地发挥跨中心企业协同创新平台作用。 开展AI+专项行动,强化需求牵引,加速赋能重点产业,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,产业链将是超级市场! AI计算基础设施以服务器为主,主体结构可分为芯片、存储器件、交换机、光模块、散热系统、电源等硬件,涵盖基板、封装、树脂等多类原材料。 据中金科技测算,2023-2025年AI算力需求带来的服务器增量可能达到25万台,增幅相当可观。 在本文中,我们将对计算硬件所涵盖的相关材料进行简要盘点,如果有任何错误或遗漏,请更正。
芯片
AI芯片主要分为三类:GPU(图形处理单元)、FPGA(现场可编程门阵列)和ASIC(专用集成电路)。 其上游本质仍是知名的半导体产业链,主要涉及基体材料、制造和封装材料。
具体来说,基体材料包括硅、二氧化硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅和金刚石。 制造和封装材料包括电子特种气体、光掩模、抛光浆料、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。 其中,金刚石被视为终极半导体材料。 2023年10月,美国Diamond Foundry公司(DF)研制出全球首块单晶金刚石晶圆(Diamond Wafer),可实现金刚石直接雾化到集成电路晶圆上,晶圆厚度可达埃级精度。 该公司的金刚石晶圆产品可以将AI和云计算加速3倍,将电力电子元件加速6倍,将无线传输速度加速3倍。 根据该公司的计划,2023年后,他们计划在每个芯片后面安装一颗单晶金刚石进行散热,并在2033年后,推动金刚石材料在半导体行业的应用,例如用于制造晶体管或其他半导体元件的衬底材料。 这涉及一种关键的光刻胶材料PSPI(光敏聚酰亚胺),目前由HDM、东丽、富士胶片等生产。
资料来源:DF官网。
pcb
由 AI 服务器在印刷电路板 (PCB) 中拉动。高频高速覆铜板预计需求将大量增长,尤其是 M6 级以上的超低损耗覆铜板。 PCB是计算系统的核心部件之一,据Prismask介绍,预计2026年中国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、玻璃纤维布、特种树脂等。
这是其中之一特种电子树脂材料作为关键,目前主要以改性环氧电子树脂为主(如联苯环氧树脂、双酚环戊二烯环氧树脂、mar环氧树脂等)。 此外,聚苯醚(PPO)、烃类、双马来酰亚胺(BMI)和PTFE等用于高频高速覆铜板的新型树脂也在迅速发展。
从市场的角度来看覆铜板产业链中的企业主要包括松下、昭和电工、中兴化工等日本企业,以及泰耀、联茂等台湾企业。 上游树脂以旭化成、索尔维、赫斯特、科腾等海外公司为代表。 国内相关企业方面,主要有盛泉集团、东彩科技、盛益科技、南亚新材料、华正新材料、宏昌电子等。 其中,东仔科技近日表示,公司已建成3700吨双马来酰亚胺树脂的生产能力。 该材料起到互联导通、绝缘、支撑的作用,实现高频、高速的SORA运行,已大规模应用于Open AI和NVIDIA AI服务器,间接进入NVIDIA、华为、苹果、英特尔等主流产业链系统。 目前,该材料占领先企业消费的100%。
资料来源:互联网。
光收发器
光模块作为信息传输的核心,专注于光芯片的速度和稳定性。 目前,光学芯片主要由硅、磷化铟、砷化镓、铌酸锂等制成,正在向400g 800g 1迈进6t高速率趋势正在发展。
目前砷化镓的主要生产企业有弗莱贝格、住友、北京同美等; 磷化铟的主要厂家有IQE、IntelliEpi等; 铌酸锂的主要生产商有住友、信越等,上述一些衬底材料也被中芯国际和中科院积极部署。
除光芯片外,由于高速传输对散热的需求,钨铜合金、金刚石铜复合材料等高导热低膨胀的金属基复合材料在光芯片封装领域的应用也在不断增长。
芯片热管理
除了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的散热材料,如:液冷氟化液(氢氟醚、全氟胺、全氟聚醚等),以及与底部填充材料相关的基板、界面材料和导热材料,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,应用最广泛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)和碳材料。
从市场结构来看,液冷氟化液海外相关供应商主要有3M、索尔维、旭硝子等,国内相关企业有巨化股份有限公司、春骏新材料等。 热界面材料海外相关供应商主要有莱尔德、Chomerics、Bergquist、富士波利、积水、道康宁、信越、霍尼韦尔等,国内相关企业有万华化工、新宙邦、巨化股份、润和材料、中石科技、德邦科技、彗星新材料、深圳博恩等。
"第二届热管理材料技术博览会“(ithermexpo2024)。将是2024 年 11 月 13 日至 15 日在深圳国际会展中心高效呈现热管理产业链一站式价值对接平台,满足并促进热管理行业各单位交流、合作、共赢发展。 创新材料、仪器、设备、设计与技术、解决方案、应用场景、专利技术等融合环节和展示将是博览会的重要组成部分; 热管理领域与科学、材料、技术、工程相关的专题论坛、圆桌闭门会议、热管理黑客马拉松、创新创业项目展示、新品发布、需求对接等活动也将同时呈现,特别是科研单位的创新技术和成果也将获得从实验室对接向市场转移的机会。