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說一件你可能不太相信的事情,陶瓷,正在被AI帶火。
過去提到陶瓷,你最先想到的應(yīng)該是馬桶和瓷磚。
但是最近,A股的陶瓷概念股暴漲。
陶瓷已經(jīng)開始和英偉達、GPU、光模塊、半導(dǎo)體設(shè)備這些AI新貴們綁在一起了。
如今陶瓷能成為AI概念股,主要依靠的是下面這三條線:
第一條是MLCC。它是電路板上的小型被動元件,作用是穩(wěn)定芯片供電。AI服務(wù)器功耗越來越高,芯片周圍就需要更多這種元件。
第二條是陶瓷基板和封裝材料。芯片越熱,越需要能同時導(dǎo)熱和絕緣的材料。金屬導(dǎo)熱好但導(dǎo)電,塑料絕緣但扛不住高溫,于是高端陶瓷材料需求量迅速暴漲。
第三條是半導(dǎo)體制造設(shè)備里也需要更多的先進陶瓷部件。比如晶圓廠的刻蝕機、沉積設(shè)備,陶瓷是為數(shù)不多能扛得住那種生產(chǎn)環(huán)境的材料。
那么具體又是怎么回事呢?
01
MLCC
MLCC,全稱多層陶瓷電容器,是采用陶瓷介質(zhì)與金屬電極交替疊層、經(jīng)高溫共燒而成的微型被動元件。它的作用,是保證高功耗芯片能穩(wěn)定運行。
芯片瞬間拉電流時,電壓會波動,MLCC負責(zé)去耦、濾波、穩(wěn)壓,幫助電源更穩(wěn)定。
MLCC是電路板上的基礎(chǔ)被動元件,因此有個外號,叫做“電子工業(yè)的大米”。
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過去MLCC確實像大米一樣,便宜、大量、不起眼。但GPU火了以后,MLCC也從普通的大米,搖身一變成為了康熙御田胭脂米(紅樓夢里面賈母的紅稻米)。
核心原因是功耗。
傳統(tǒng)服務(wù)器功耗約2000W,搭載英偉達GPU的AI服務(wù)器功耗可達1萬W,是傳統(tǒng)服務(wù)器的5倍。GPU、CPU、HBM、NVSwitch、電源模塊都要在高頻、高功耗下運行。
AI服務(wù)器里的GPU功耗越來越高,芯片周圍需要更多性能更好的MLCC來穩(wěn)定供電。英偉達新平臺還增加了DPU和高速網(wǎng)絡(luò)模塊,這些模塊同樣需要大量高端MLCC。
結(jié)果就是,每塊計算板、交換機板上用的MLCC數(shù)量更多、規(guī)格更高,成本也明顯上升。等到這些板卡被裝進整機架服務(wù)器里,需求就被進一步放大了。
普通服務(wù)器約2000-3000顆MLCC,AI服務(wù)器則是另一個量級。英偉達GB300單機約3萬顆,是普通服務(wù)器的10倍以上,是手機的30倍。單個AI機柜NVL72消耗約44萬顆。
2026年5月,摩根士丹利發(fā)布的拆解報告顯示,英偉達Rubin平臺VR200 NVL72,單機柜MLCC用量從GB300的48萬顆升至60萬顆,增長25%。
更關(guān)鍵的是,每臺機架上面MLCC的價格,也從1530美元飆升到了4320美元,暴增182%。
而且這種增長還是一個長期現(xiàn)象。
中金公司預(yù)測,2026、2027年AI服務(wù)器MLCC需求量將分別增長87%和88%。村田制作所預(yù)測,2025年至2030年,AI服務(wù)器用MLCC市場年復(fù)合增長率將達到30%,市場規(guī)模將增長3.3倍。
全球AI用MLCC市場規(guī)模已達52.66億美元,預(yù)計2032年將攀升至169.2億美元。
全球MLCC市場高度集中,日本村田制作所市場份額31%-32%,韓國三星電機22%-23%,日本太陽誘電約10%。三家合計占據(jù)全球67%的市場份額。
在高端AI服務(wù)器MLCC領(lǐng)域,村田一家獨大,市占率約70%。
國內(nèi)企業(yè)風(fēng)華高科、三環(huán)集團等在高端市場份額不足10%。
2025年以來,村田、三星電機、太陽誘電等廠商集體漲價。2026年4月,村田針對AI服務(wù)器和高端車規(guī)級MLCC產(chǎn)品全面漲價,漲幅介于15%至35%之間,新價格體系于4月1日正式生效。
三星電機4月起全線漲價10%-20%,天津工廠滿載,暫停低價新單。太陽誘電宣布MLCC全線產(chǎn)品將于5月1日起進行價格調(diào)整。
然而,村田、三星電機的MLCC整體產(chǎn)能利用率已達90%-95%,高端高容產(chǎn)品已經(jīng)處于滿產(chǎn)狀態(tài)。訂單量是現(xiàn)有產(chǎn)能的2倍,交期20周以上。
MLCC產(chǎn)線建設(shè)周期約18-24個月,高端產(chǎn)品還需額外1-2年的客戶認(rèn)證周期,短期無法快速增加供給。村田2025-2026資本開支3500億日元以上,仍然滿足不了需求。
但是相對的,中低端產(chǎn)線無法升級做高端。設(shè)備、工藝、材料體系完全不同,高端產(chǎn)線也沒辦法下沉。
村田數(shù)據(jù)顯示,其2026年服務(wù)器相關(guān)MLCC銷售額預(yù)計同比增長85%-90%。三星電機憑借博遷新材120nm、80nm、60nm等優(yōu)質(zhì)材料供應(yīng),在AI服務(wù)器領(lǐng)域MLCC全球份額已達45%以上,并在菲律賓等地持續(xù)擴充產(chǎn)能。
國產(chǎn)MLCC公司里,風(fēng)華高科、三環(huán)集團更偏民用和規(guī)模化替代;鴻遠電子、火炬電子、振華科技更偏軍工高可靠;達利凱普則切在射頻微波MLCC這個高端細分市場。國瓷材料、潔美科技、博遷新材是MLCC上游材料和耗材環(huán)節(jié)。
02
陶瓷基板
高功率芯片需要材料同時滿足幾個矛盾條件:要導(dǎo)熱,快速散發(fā)芯片產(chǎn)生的熱量;要絕緣,防止電路短路;要耐高溫,承受芯片運行時的高溫環(huán)境;要可靠,長期穩(wěn)定工作不失效。
傳統(tǒng)材料很難同時滿足。
金屬導(dǎo)熱好但導(dǎo)電,無法滿足絕緣要求。普通塑料絕緣但耐熱和導(dǎo)熱性能不夠。
唯有先進陶瓷材料。氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al?O?)、氮化硅(Si?N?)等高端陶瓷材料,能夠同時滿足導(dǎo)熱、絕緣、耐高溫、高可靠性等多重要求。
氮化鋁導(dǎo)熱系數(shù)約200 W/(m·K),氮化硅導(dǎo)熱系數(shù)可達300 W/(m·K),同時具備優(yōu)異的電絕緣性能和熱膨脹系數(shù)匹配性。陶瓷基板可以在保持電絕緣的前提下,快速將芯片熱量傳導(dǎo)出去。
陶瓷基板同樣也不是什么新技術(shù),過去陶瓷基板主要用于功率半導(dǎo)體、激光器件等特定場景,市場規(guī)模有限。但是現(xiàn)在不一樣了,陶瓷基板成為了“AI新貴”。
工藝路線主要有三種:AMB(Active Metal Brazing,活性金屬釬焊)、DPC(Direct Plated Copper,直接鍍銅)、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic,高溫共燒陶瓷)。
AI服務(wù)器散熱基板、HBM先進封裝、1.6T/3.2T高速光模塊封裝、功率半導(dǎo)體封裝、激光器件封裝,都在大量使用陶瓷基板。
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AI服務(wù)器對被動元件需求量超過普通服務(wù)器1倍以上,GB300機柜MLCC用量較GB200增長近10倍。三環(huán)集團針對數(shù)據(jù)中心48V電源系統(tǒng)推出了多規(guī)格高容產(chǎn)品,滿足高密度供電需求。隨著代際升級,單機MLCC用量呈倍數(shù)增長。
芯片功耗越高,散熱要求越嚴(yán)格,對基板材料的導(dǎo)熱、絕緣、可靠性要求越高。傳統(tǒng)有機基板在高功率場景下已經(jīng)接近物理極限,陶瓷基板成為必選項。
英偉達GB200 GPU功耗1000W,Rubin平臺功耗翻倍至2000W。功耗翻倍意味著熱量翻倍,散熱難度指數(shù)級上升。有機基板的導(dǎo)熱系數(shù)通常在1-5 W/(m·K),而氮化硅可以達到300 W/(m·K)。
HBM先進封裝對陶瓷基板的需求更加迫切。HBM是高帶寬存儲器,多層DRAM芯片堆疊在一起,功耗密度極高。
如何在極小空間內(nèi)快速散熱,同時保證電氣性能和長期可靠性,是封裝設(shè)計的核心難題。陶瓷基板的高導(dǎo)熱、高絕緣、低熱膨脹系數(shù)特性,正好匹配這個需求。
最近在網(wǎng)上熱度很高的光模塊,同樣依賴陶瓷基板。
1.6T/3.2T高速光模塊,數(shù)據(jù)傳輸速率越高,功耗越大,發(fā)熱越嚴(yán)重。光芯片對溫度極其敏感,溫度波動會直接影響光信號質(zhì)量。氮化鋁薄膜基板可以快速散熱,同時保證熱穩(wěn)定性,是高速光模塊的關(guān)鍵材料。
但陶瓷基板的生產(chǎn)工藝是非常復(fù)雜的,還有一個問題,這個產(chǎn)業(yè)良率爬坡周期長,客戶認(rèn)證周期長。
氮化鋁、氮化硅等高端陶瓷材料的制備本身就有技術(shù)壁壘,再加上金屬化、精密加工、可靠性測試等環(huán)節(jié),整個產(chǎn)業(yè)鏈的擴產(chǎn)速度受限。
這就形成了一個典型的供需缺口。需求端,AI算力擴張、芯片功耗提升、先進封裝滲透,都在加速陶瓷基板的需求增長。供給端,技術(shù)壁壘、產(chǎn)能爬坡、客戶認(rèn)證,都在限制供給擴張速度。缺口越大,價值重估的空間越大。
海外玩家主要集中在日本和歐美,日本京瓷、村田、丸和、NGK/日本礙子等長期占據(jù)高端電子陶瓷和封裝材料優(yōu)勢,羅杰斯、CoorsTek 等歐美公司也在高頻、高可靠陶瓷材料中有布局。
國內(nèi)廠商里,中瓷電子更偏光通信、射頻與半導(dǎo)體封裝用陶瓷外殼和基板;三環(huán)集團、國瓷材料、富樂德、壹石通等覆蓋陶瓷基板、粉體或半導(dǎo)體設(shè)備陶瓷環(huán)節(jié);此外還有一些公司切入氮化鋁、氮化硅、氧化鋁基板。
和MLCC類似,國產(chǎn)廠商并不是沒有能力,而是高端客戶認(rèn)證、批量穩(wěn)定性、良率和材料體系仍是門檻。
03
半導(dǎo)體制造里的先進陶瓷
半導(dǎo)體制造對環(huán)境的要求比較高,需要高溫、強腐蝕、強電場,還要有超高的潔凈度。陶瓷,依然是最合適的材料。
靜電卡盤(ESC, Electrostatic Chuck)是陶瓷在半導(dǎo)體制造里最核心的應(yīng)用。它的功能是在晶圓加工過程中,利用靜電力將硅晶圓牢固固定到位,同時控溫、降低背面顆粒污染。
靜電卡盤的精度要求極高,平整度可達頭發(fā)絲的1/80。應(yīng)用環(huán)節(jié)覆蓋刻蝕、薄膜沉積、離子注入、光刻等關(guān)鍵工藝。
第二大用途就是腔體涂層了,它的作用是抵抗等離子體腐蝕,保護設(shè)備腔體。
腔體涂層材料要求耐高溫、耐腐蝕、低顆粒污染。等離子體刻蝕過程中,腔體內(nèi)部環(huán)境極其惡劣,溫度高、腐蝕性強,普通材料很快就會被腐蝕,產(chǎn)生顆粒污染,影響晶圓良率。
先進陶瓷涂層可以長期穩(wěn)定工作,減少設(shè)備維護頻率,提高晶圓廠產(chǎn)能利用率。
再往高端走則是氣溶膠沉積膜(AD膜)。
它的功能是在金屬、石英、陶瓷等基材上形成致密氧化釔膜,抑制等離子體腐蝕并減少顆粒污染。
技術(shù)壁壘在于高純度、高致密性。氧化釔膜的純度和致密性直接影響耐腐蝕性能和顆粒產(chǎn)生量,而這兩個指標(biāo)都需要極高的工藝控制能力。
日本馬桶巨頭TOTO就是一個非常具有代表性的例子,其因先進陶瓷業(yè)務(wù)在2026年4月30日股價暴漲18%,市值突破1萬億日元,創(chuàng)下歷史新高。
截至2026年3月財年,TOTO先進陶瓷業(yè)務(wù)營業(yè)利潤達270億日元,營業(yè)利潤占比首次超過55%,超過核心的住宅衛(wèi)浴設(shè)備業(yè)務(wù),成為公司第一大利潤引擎。營業(yè)利潤率從五年前的9%暴漲至40%以上。訂單排期已排到2027年。
TOTO早在1980年代就布局半導(dǎo)體精密陶瓷業(yè)務(wù),其高純度陶瓷技術(shù)在業(yè)界處于頂尖水平。
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當(dāng)時的大背景是日本經(jīng)濟高速增長期尾聲,宅建熱潮退去。
TOTO陶瓷業(yè)務(wù)企劃部主管龜島淳司(Junji Kameshima)回憶:“我們決定將陶瓷技術(shù)從衛(wèi)浴領(lǐng)域延伸至高附加值市場。”
TOTO于1984年正式成立的陶瓷事業(yè)部,鎖定芯片制造設(shè)備三大核心產(chǎn)品:用于蝕刻設(shè)備的靜電吸盤、保護邏輯半導(dǎo)體腔體的氣溶膠沉積組件,以及大型液晶面板生產(chǎn)設(shè)備的高耐用結(jié)構(gòu)件。
而這些產(chǎn)品的制造工藝,都源自馬桶生產(chǎn)中積累的精密成型技術(shù)。
2020年,日本大分縣中津市的新工廠引入全自動化生產(chǎn)線,配合AI質(zhì)檢系統(tǒng),良率大幅提升。TOTO宣布將加快靜電卡盤的研發(fā)和產(chǎn)能建設(shè),重點投向NAND存儲芯片生產(chǎn)所需的靜電卡盤。
Palliser Capital敦促公司把資本配置更多投向這一高回報業(yè)務(wù),估算若加大資本投入并改善披露,TOTO股價有望從當(dāng)時的6000日元飆升55%至9000日元。
全球市場格局高度壟斷。全球前五大廠商壟斷93%份額,主要企業(yè)包括美國應(yīng)用材料、美國LAM、日本新光電氣、日本TOTO等。中國高端靜電卡盤國產(chǎn)化率不足1%,12英寸產(chǎn)品幾乎100%依賴進口。
在半導(dǎo)體設(shè)備陶瓷件上,國內(nèi)公司也有進展。
中瓷電子已把靜電卡盤列為產(chǎn)品,并披露光通信陶瓷封裝產(chǎn)品和氮化鋁薄膜基板實現(xiàn)批量供貨;珂瑪科技則更偏半導(dǎo)體設(shè)備用先進陶瓷零部件,招股書顯示其陶瓷加熱器和部分靜電卡盤已量產(chǎn),產(chǎn)品用于薄膜沉積、刻蝕等環(huán)節(jié)。它們替代的不是普通陶瓷,而是晶圓制造中直接影響吸附、控溫、耐腐蝕和顆粒污染的關(guān)鍵部件。
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