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：
新能源汽车
：SiC MOSFET/模块用于电机控制器、DC/DC转换器，可降低能耗10%-15%，提升续航里程；光伏逆变器
：SiC器件可将转换效率从98%提升至99.5%，减少散热系统体积；工业电机
：SiC驱动系统可将电机效率提升5%以上，适用于高端伺服电机；5G基站
：SiC功率放大器可降低基站能耗30%。
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。
二、液冷散热技术的优势与应用场景
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）。
三、市场规模与竞争格局：液冷散热的增长潜力
1. 液冷散热市场规模预测（基于已有知识推断）
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）。
2. 竞争格局：国内外厂商的布局
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。
3. 关键零部件市场机会
液冷散热的核心零部件包括：
冷却液
：氟化液（如3M的FC-72）、硅油（如道康宁的DC-200），用于浸没式液冷；液冷板
：铝制（成本低）、铜制（导热性好），用于冷板式液冷；泵阀系统
：微型水泵（如德国ebm-papst）、电磁阀（如日本SMC），用于循环系统。
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。
四、投资机会与风险分析
1. 投资机会
液冷散热关键零部件
：冷却液、液冷板、泵阀系统厂商，如江苏科润（冷却液龙头）、银轮股份（液冷板龙头）；碳化硅器件厂商
：积极布局液冷技术的企业，如比亚迪半导体（SiC模块+液冷）、斯达半导（SiC模块）；系统集成商
：提供液冷散热解决方案的厂商，如英飞凌（CoolSiC系统）、华为（5G基站液冷）。
2. 风险因素
成本压力
：液冷散热成本高于风冷（浸没式液冷成本是风冷的2-3倍），限制其在中低端市场的应用；维护难度
：液冷系统需要定期更换冷却液、检查泄漏，增加了用户的维护成本；技术壁垒
：浸没式液冷的绝缘冷却液（如氟化液）依赖进口（如3M），国内厂商的技术差距较大。
五、结论与展望
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：
- 液冷散热关键零部件厂商（如江苏科润、银轮股份）；
- 积极布局液冷技术的碳化硅器件厂商（如比亚迪半导体、斯达半导）。
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。）