Überblick: Ein neuer Nachfragezyklus für Leistungshalbleiter

China Securities Construction Investment (CSC) argumentiert in einer neuen Research-Notiz, dass der explosionsartige Ausbau von KI-Rechenzentren (AIDC) zusammen mit dem anhaltenden Wachstum bei neuen Energiefahrzeugen die Leistungshalbleiter in einen neuen Nachfragezyklus versetzt hat. Seit 2026 hat die Kombination aus AIDC-Nachfrage und EV-Zuwächsen eine Preissteigerungswelle in der Branche ausgelöst. Die zentrale technische Schlussfolgerung von CSC lautet, dass Leistungsbauelemente der dritten Generation, repräsentiert durch Siliziumkarbid (SiC), gut auf die Hochspannungs-Gleichstromentwicklung der AIDC-Stromarchitekturen abgestimmt sind. Infolgedessen steigt die SiC-Durchdringung bei Solid-State-Transformatoren (SST), Hochspannungs-Gleichstromsystemen (HVDC), Netzteilen (PSU) und Festkörper-Leistungsschaltern.

Preiserhöhungen breiten sich über die Lieferkette aus

Laut der Notiz kündigten Infineon, Texas Instruments, onsemi und STMicroelectronics im ersten Halbjahr 2026 gemeinsam Preiserhöhungen an, wobei chinesische Inlandshersteller allmählich folgten. Im zweiten Halbjahr führte das Nachfragewachstum zusammen mit höheren Rohstoff- und Energiepreisen zu einer weiteren Runde. Von Juli bis September passten Infineon, STMicroelectronics, Texas Instruments und onsemi die Preise erneut an. Auch Inlandsanbieter bewegten sich: Silan Micro plante ab Juli eine Preiserhöhung für die gesamte Produktlinie ab 15 %; Yangjie Technology hatte die Preise bereits zweimal im Jahr um rund 10–15 % angepasst; und CR Micro sowie NCE Power verschickten Preiserhöhungsanzeigen. Etwa 20 globale Analog- und Leistungshalbleiterunternehmen erhöhten ab Juli die Preise, mit Steigerungen von rund 10–25 %.

Der Übergang zu 800 V DC erhöht die technische Latte

Rechenzentren haben einen starren Bedarf an Leistungshalbleitern, weil IT-Geräte wie Server und Speichereinheiten Niederspannungs-Gleichstrom nutzen, während das Netz Hochspannungs-Wechselstrom liefert. Leistungsbauelemente wandeln und steuern die Spannung über die gesamte Kette, von netzseitiger Hochspannung bis hinunter zu 48 V, 12 V und sogar unter 1 V. Der 800-V-DC-Aufstieg wird dadurch vorangetrieben, dass die Leistung von KI-Racks von der 100-kW-Klasse in Richtung 500 kW bis 1 MW steigt. Ziel ist es, mit einem höherspannenden Gleichstrom-Backbone, weniger Wandlungsstufen und höherer Ausgangsleistung pro Volumeneinheit die physikalischen Grenzen traditioneller Niederspannungs-AC-Lösungen bei Kupferverbrauch, Leitungsverlusten, Stellfläche und Systemkomplexität zu überwinden.

CSC zitiert Nvidias Whitepaper und beschreibt zwei Stufen. In der ersten Stufe bewegt sich die Architektur von einem traditionellen 480-V-AC-Zwischenbus zu Sidecar- und 800-V-DC-Racks, wobei das PSU für die AC/DC-Wandlung aus dem Compute-Rack in den Sidecar verlagert wird. Infineon hat offengelegt, dass 800-V-DC-Racks von PSU-Leistungsbauelementen eine Spannungsfestigkeit von 650 V auf 1200 V erfordern. In der zweiten Stufe entfallen UPS und mehrstufige Sidecar-Wandlung; ein einstufiger SST gibt direkt 800 V DC an das Rack aus. Der SST muss 13,8–35 kV Hochspannungs-AC mit Hochfrequenz- und Modularbauweise in 800 V DC umwandeln, was weit höhere Anforderungen an Hochfrequenz-/Hochspannungsleistung, Schaltverluste und Leistungsdichte stellt als bei traditionellen Transformatoren.

SiC wird zum Enabling-Material für SST und HVDC

In der SST-Stromarchitektur werden SiC-Bauelemente notwendig. SST nutzt eine einstufige AC/DC-Wandlung, um die lange Wandlungskette, niedrige Effizienz, großen Platzbedarf und langsamen Aufbau traditioneller Lösungen zu lösen, und gilt weithin als endgültige Lösung für das AIDC-800-V-Upgrade. Traditionelle Silizium-IGBTs können die SST-Anforderungen wegen unzureichender Spannungsfestigkeit und relativ hoher Schaltverluste kaum erfüllen. SiC-Bauelemente erreichen höhere Schaltfrequenzen, niedrigere Schaltverluste, überlegene thermische Performance und kompakte Gehäuseformen, die mit traditionellem Silizium nicht möglich sind. SiC ist daher die ideale Wahl für die Hochspannungsseite der Stromversorgungskette, repräsentiert durch SST.

Marktwachstum: Rechenzentren sind das am schnellsten wachsende Marginalsegment

Aus Downstream-Sicht bleiben neue Energiefahrzeuge der größte bestehende Markt und die Nachfragebasis für Leistungshalbleiter. Yole erwartet, dass der globale Leistungshalbleitermarkt von 29,4 Mrd. US-Dollar im Jahr 2026 auf 41,3 Mrd. US-Dollar im Jahr 2031 wächst, was einer CAGR von 7,1 % entspricht. Das Automobilsegment soll 2031 20 Mrd. US-Dollar überschreiten und damit nahezu die Hälfte ausmachen. AIDC ist kleiner als das Automobilsegment, aber der am schnellsten wachsende Marginalmarkt, getrieben durch das Upgrade auf die 800-V-Stromarchitektur. TechInsights erwartet, dass der Markt für Leistungshalbleiter in Rechenzentren von 5,0 Mrd. US-Dollar im Jahr 2026 auf 14,3 Mrd. US-Dollar im Jahr 2031 wächst, was einer CAGR von 24,6 % entspricht.

Die Notiz zitiert außerdem die Prognose von TechInsights, dass die durchschnittliche Leistungshalbleiter-BOM pro Rack mit steigender Rack-Leistungsdichte von 2.300 US-Dollar im Jahr 2025 auf 7.600 US-Dollar bis 2031 steigt. Technologieentwicklung ist der zentrale Treiber, darunter leistungsstärkere 48-V-Architekturen, ab 2027 beginnende HVDC-Lösungen und die breitere Nutzung von SiC- und GaN-Bauelementen in Rechenzentrums-Stromsystemen. Navitas erwartet, dass die Durchdringung der AIDC-800-V-Stromarchitektur bis 2030 80 % erreicht. Auch die SiC-Durchdringung wächst schneller als der gesamte Leistungsbauelementemarkt: Daten von Frost & Sullivan zeigen, dass die globale SiC-Durchdringung bei Leistungsbauelementen von 1,4 % im Jahr 2020 auf 6,5 % im Jahr 2024 steigt, mit 20,1 % bis 2029 erwartet, und die SiC-CAGR von 2025 bis 2029 soll die Gesamtwachstumsrate der Leistungsbauelemente deutlich übertreffen.

Lieferkettenstruktur und Wettbewerbslandschaft

Die Lieferkette für SiC-Leistungsbauelemente umfasst vorgelagerte SiC-Substrate und Epitaxie, die mittlere Bauelementefertigung und nachgelagerte Anwendungen in neuen Energiefahrzeugen, KI-Rechenzentren und anderen Bereichen. Substrate tragen hohen Wert und machen etwa 30–40 % des gesamten SiC-Bauelementewerts aus; Epitaxie etwa 20–30 %; Bauelementedesign und -fertigung zusammen etwa 30–40 %. Der Fertigungsprozess umfasst Substratproduktion, Epitaxiewachstum, Waferfertigung und Packaging. SiC-Pulver wird in einem Hochtemperaturofen zu einem Ingot gezüchtet, dann zu einem Substrat geschnitten, geschliffen und poliert; auf dem Substrat wird eine kontrollierte SiC-Einkristallschicht gezüchtet, um einen Epitaxiewafer zu bilden; Lithografie, Ionenimplantation und Metallisierung bilden das Device-Tapeout; Vereinzeln und Packaging erzeugen Leistungsbauelemente oder -module.

Die Wettbewerbslandschaft ist durch integrierte ausländische Marktführer und aufholende chinesische Herausforderer gekennzeichnet. Zu den inländischen Upstream-Anbietern gehören Substratunternehmen wie Tianyue Advanced, TankeBlue und Jingsheng Mechanical & Electrical sowie Epitaxieunternehmen wie Epiworld und Tianyu Semiconductor; einige haben bereits die Batch-Lieferung von 8-Zoll-Produkten vorangetrieben. Bei SiC-Bauelementen und -Modulen im Mid- und Downstream konzentriert sich Xinlian Integrated auf Wafer-Foundry, Silan Micro verfolgt ein IDM-Modell und StarPower kombiniert Fabless- und IDM-Ansätze. Im Ausland sind SK Siltron und Coherent SiC-Materiallieferanten, während STMicroelectronics, Wolfspeed, ROHM, Infineon und onsemi führende IDMs sind. Die meisten dieser Unternehmen decken Substrate, Epitaxie, Chipfertigung, Packaging und Module ab, mit stärkerer Technologieakkumulation und Kundenbasis in 8-Zoll-Massenfertigung, Automotive-Grade-Zertifizierung und High-End-Rechenzentrumsanwendungen.

Implikationen für KI-Rechenzentren

CSC schätzt, dass unter dem AIDC-Boom und der Technologieiteration SiC-Leistungsbauelemente bis 2030 eine zusätzliche Nachfrage in der Größenordnung von mehreren zehn Milliarden RMB erzeugen könnten. Die Notiz argumentiert, dass der Hochlauf von 800-V-HVDC und SST gleichzeitig die Nachfrage nach vorgelagerten Kernkomponenten treiben wird. SiC eignet sich gut für den Hochspannungs-Gleichstromtrend und ist eine der Kernkomponenten von Stromversorgungshosts, mit steigender Durchdringung in SST, HVDC, PSU und Festkörper-Leistungsschaltern. Für die vorgelagerten Substrat- und Epitaxiesegmente werden daher deutliche zusätzliche Nachfrageelastizitäten erwartet.

Risiken und Ausblick

Die Notiz nennt mehrere Risiken. Auf der Nachfrageseite könnten Änderungen der nationalen Infrastrukturpolitik zu niedrigeren als erwarteten Strominvestitionen, Netzinvestitionen, Wachstum bei Erneuerbaren-Installationen, Stromverbrauchswachstum, Netzausschreibungen und Fortschritt beim Ultrahochspannungsausbau führen. Auf der Angebotsseite könnten höhere Rohstoffpreise für Kupfer und Stahl, eine angespannte Leistungselektronikversorgung und eine langsamere Lokalisierung die Kette belasten. Zu den politischen Risiken gehören schwächere Unterstützung für neue Strommärkte, langsamere Strompreisreformen, langsamere Fortschritte bei Spotmärkten und geringere Hoch-Tal-Preisspannen. Zu den internationalen Risiken gehören eine schnellere Entspannung der Energiekrise, fallende Energiepreise und tiefere Handelsbarrieren. Zu den Marktrisiken gehören wesentliche Änderungen der Wettbewerbsstruktur, intensivierender Wettbewerb, der die Rentabilität in Leistungselektroniksegmenten senkt, und höhere Transportkosten. Zu den technologischen Risiken gehören eine langsamere Kostensenkung und Schwierigkeiten bei der weiteren Verbesserung der Zuverlässigkeit.

Trotz dieser Risiken ist die zentrale Botschaft der CSC-Notiz, dass die AIDC-Nachfrage einen neuen Zyklus für Leistungshalbleiter schafft, mit SiC als Schlüsselmaterial für den Hochspannungs-Gleichstromübergang. Die Kombination aus 800-V-Architekturen, SST, HVDC und Festkörper-Leistungsschaltern dürfte die Anwendungsbasis von SiC über Elektrofahrzeuge und Photovoltaiksysteme hinaus erweitern, während sich die Lieferkette auf Anforderungen mit höherer Spannung, höherer Frequenz und höherer Zuverlässigkeit vorbereitet.