|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
) ~ k$ `# P" M3 S* O! M. Z. V氮化铝陶瓷基片(AlN)是新型功能电子陶瓷材料,是以氮化铝粉作为原料,采用流延工艺,经高温烧结而制成的陶瓷基片。
! ?+ y+ k3 l8 W; ]性能优异 备受关注
) d$ }- w/ m. C& k: V
# Z# k9 |' }/ V3 D* M/ F7 H9 v氮化铝陶瓷基板主要有以下特性:% u A$ |& S: z9 n& w: N3 G: J
9 o" ^% ^4 K1 h! Z3 |& t `
(1)热导率高,是氧化铝陶瓷的5倍以上;) H6 {0 Z. z- h
6 [' M/ z1 O2 M2 l; a- ^. }
(2)较低的热膨胀系数(4.5-10-6/℃)与半导体硅材料(3.5-4.0-10-6/℃)匹配;1 o8 @$ q8 Z d5 p" I: i
( B/ {! u" R, F3 [: @6 P
(3)较低的介电常数
8 p8 f" k1 I( W/ L# _
7 j( c" a! o% E: W1 \5 F(4) 优良的绝缘性能& J* j2 H& C& R& k$ L
9 V, b/ U2 i/ T8 O8 g& v( t) [(5)优异的机械性能,抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常压烧结;
( p/ B/ |) f3 d+ D7 J% [
8 w/ D$ j4 _( m. R4 J(6)耐热、耐熔融金属的侵蚀
* q( `, B- D2 ?- o5 t+ [: u6 Q) B2 V8 _/ F8 _( p
氮化铝陶瓷基板具有氮化铝材料的各种优异特性,符合封装电子基片应具备的性质,能高效地散除大型集成电路的热量,是高密度,大功率,多芯片组件等半导体器件和大功率,高亮度的LED基板及封装材料的关键材料,被认为是最理想的基板材料。
9 q5 o/ r- o. d. t# B4 ~& W: T8 w/ s1 _/ j" g$ I' Z s
广泛应用于功率晶体管模块基板、激光二极管安装基板、半导体制冷器件、大功率集成电路,以及作为高导热基板材料在IC封装中使用。
% F3 w/ E; q" Z) Y8 n& }8 o, {: m+ O# L
下游市场催生氮化铝基板需求上扬
3 [7 Q- c& L* C, d* F" q; o5 T' b) v# Q( G. s6 d3 D
据相关报告显示,2019年全球氮化铝(AlN)陶瓷基板市场总值达到了3.4亿元,预计2026年可以增长到6.2亿元,年复合增长率为8.4%。& |5 a' T2 A4 x# Q& C
. \4 Z: T; S0 J3 l3 M/ d氮化铝陶瓷基板的生产市场主要在海外,近年来,为了实现氮化铝陶瓷基板的国产化、自主研究优势和满足国内市场越加高涨的氮化铝基板需求,国内PCB企业纷纷提高重视。) w# L! z- K) A" B) B
1 K9 y. S# v# f, B2 l8 D5 R' u. Q氮化铝陶瓷基片制造并非易事+ R! }( c/ ~% w# a) H) q6 J8 }; W
, z; ^& m. t3 p氮化铝的最大特点是热膨胀系数(CTE)与半导体硅(Si)相当,且热导率高,理论上氮化铝热导率可达到320W/(m·K),但成本很高。
6 E- @5 D! T6 N" C
9 A5 i+ C! k! C# a* U由于制备氮化铝陶瓷的核心原料氮化铝粉体制备工艺复杂、能耗高、周期长、价格昂贵,国内的氮化铝粉体很大程度上依赖进口,主要从日本德山、东洋铝业、陶氏化学等企业购买。原料的批次稳定性、成本也成为国内高端氮化铝陶瓷基片材料制造的瓶颈。! @8 L) R1 s4 N- K. `% r; x% b
9 {5 z: I& ?- E: G4 g! I
氮化铝基板生产呈地区集中状态
1 w+ F9 ~% j$ v7 i* U! ~
9 d$ v o# T* l1 `1 r美国、日本、德国等国家和地区是全球最主要的电子元件生产和研发中心,在氮化铝陶瓷基片的研究已远早于国内。日本已有较多企业研发和生产氮化铝陶瓷基片,目前是全球最大的氮化铝陶瓷基片生产国。氮化铝陶瓷基片产品的公司有包括如日本丸和、特殊陶业、赛郎泰克、住友金属工业、富士通、东芝、日本电气等。; ]% K$ U! |" P+ q Z4 [
/ E j# B1 D0 P; q1 p& A: v7 ~由于氮化铝陶瓷基片的特殊技术要求,加上设备投资大、制造工艺复杂,高端氮化铝陶瓷基片核心制造技术被日本等国家的几个大公司掌控。氮化铝陶瓷基片制备、烧结及后期加工等特殊要求较高,尤其是在高端产品领域对产品性能、稳定性等要求更高,再加上设备投资大、制造工艺复杂。* Y7 c+ A& _8 h' |' P1 G
{3 L% c$ C' O' K- u- K- H目前,我国氮化铝陶瓷基片生产企业缺乏核心技术,再加上我国大多数氮化铝陶瓷基片生产企业规模较小,研发投入资金有限,技术人员较少且经验不足,导致我国氮化铝陶瓷基片整体技术水平较低,产品缺乏竞争力,主要集中在中低端产品。3 f" \3 f5 p2 L! ~7 R! P1 Y% s
1 d- E# a/ C. @( @
氮化铝基板国产化趋势明显, Q) U# o1 a$ ?3 m) G+ V
) b5 F( _! x3 J) L0 l; u近几年,中国氮化铝基板生产企业数量增长趋势很快,原有企业也积极扩大生产规模。氮化铝产量不断增长,增长速度有加快趋势,但是国内氮化铝产量仍然不足,不能满足国内需求,还需要从国外大量进口。
, F* p+ I# M9 F , B5 S2 Z; e' x" \! E$ d. m
根据新思界产业研究中心发布关于氮化铝基板的报告显示,2017年,中国生产氮化铝400多万片,虽然同比大幅增长,但是随着中国电子工业的发展,中国对氮化铝产品的需求也迅速增长。2017年我国氮化铝需求量超过700万片,尤其是在高端产品领域,国内产品产量非常有限,需要进口大量的氮化铝产品,对外进口依赖度非常高。& v6 o( W( N2 o+ M7 @3 o" g% l
$ V, Q8 y' k( O0 w$ S
氮化铝基板制造需要庞大的资金,同时有着很高的技术壁垒,导致限制了部分小规模企业进入该行业。在当前阶段,在国内知名度较高氮化铝企业包括丸和、京瓷、日本精密陶瓷、特殊陶业、德国赛郎泰克、CoraynicTechnologyLimited、中瓷电子、潮州三环、福建华清、莱鼎电子、九豪、国瓷、海古德、六方钰成、正天等。其中进口品牌主要角逐于高端市场,本土厂家主要角逐于中低端市场。当前我国氮化铝行业生产技术水平还有待提升。进口替代在短期内仍然难以实现,实现高端化路线任重道远。, L& B1 N( A X, j
|
|