液冷散热在碳化硅器件中的应用及财经分析报告

一、行业背景：碳化硅器件市场的快速增长与散热挑战

碳化硅（SiC）作为宽禁带半导体材料的代表，凭借高击穿电场（约为硅的10倍）、高饱和电子漂移速度（约为硅的2倍）、高 thermal conductivity（约为硅的3倍）等特性，成为新能源、工业、通信等领域的核心器件。其应用场景包括：

根据已有行业研究（非实时数据），全球碳化硅器件市场规模2024年约为100亿美元，预计2030年将超过500亿美元，复合增长率（CAGR）约30%。其中，新能源汽车是主要驱动力，占比约60%；光伏逆变器占比约20%。

然而，碳化硅器件的高功率密度（可达硅器件的2-3倍）导致其发热功率显著增加（如1200V/800A SiC模块的发热功率可达500W以上），传统风冷散热（散热效率约10-20 W/cm²）已无法满足需求，液冷散热成为解决这一问题的关键技术。

液冷散热通过**液体介质（如氟化液、硅油、水 glycol 混合物）**吸收器件热量，其散热效率（约100-1000 W/cm²）远高于风冷，且具有温度分布均匀、噪音低、体积小等优势。根据散热方式的不同，液冷技术在碳化硅器件中的应用场景如下：

液冷类型	技术原理	优势	碳化硅器件应用场景
浸没式液冷	器件直接浸泡在绝缘冷却液中	散热效率最高（>500 W/cm²）	高功率SiC模块（如新能源汽车电机控制器）
冷板式液冷	液冷板与器件表面接触散热	成本较低、维护方便	中等功率SiC器件（如光伏逆变器功率模块）
喷射式液冷	冷却液喷射至器件高热区	针对性强、局部散热效率高	SiC芯片级散热（如5G基站功率放大器）

以新能源汽车电机控制器为例，采用冷板式液冷的SiC模块，可将器件温度从风冷的150℃降至120℃以下，提升寿命2倍以上；而浸没式液冷可进一步将温度降至100℃以下，适用于800V高压平台的高端车型（如特斯拉Model S Plaid、比亚迪仰望U8）。

全球液冷散热市场2024年约为50亿美元，其中碳化硅器件散热占比约15%（约7.5亿美元）。随着碳化硅器件市场的增长（2030年500亿美元），液冷散热的占比将提升至25%（约125亿美元），CAGR约40%（高于碳化硅器件整体增速）。

国外厂商：英飞凌（Infineon）推出“CoolSiC”系列SiC模块，集成冷板式液冷；意法半导体（ST）与Wolfspeed合作开发浸没式液冷SiC模块，用于新能源汽车；
国内厂商：比亚迪半导体（BYD Semi）的“SiC电机控制器”采用冷板式液冷，已搭载于比亚迪汉、唐等车型；斯达半导（StarPower）推出1200V/800A SiC模块，支持浸没式液冷；士兰微（Silan）布局SiC芯片级喷射式液冷技术。

液冷散热的核心零部件包括：

国内厂商中，江苏科润（冷却液）、银轮股份（液冷板）、中鼎股份（泵阀）已进入比亚迪、特斯拉等供应链，受益于液冷应用的普及。

液冷散热是碳化硅器件实现高功率密度、高可靠性的关键技术，随着碳化硅器件市场的快速增长（2030年500亿美元），液冷散热市场将迎来125亿美元的规模（25%占比）。投资者可关注：

尽管存在成本和维护方面的挑战，但液冷散热的优势（高散热效率、高可靠性）使其成为碳化硅器件的“标配”技术，未来市场空间广阔。

（注：本报告数据基于已有行业研究，未包含2025年实时数据。如需更精准的市场规模、厂商布局等信息，建议开启“深度投研”模式，获取券商专业数据库的实时数据。）