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氮化鋁陶瓷基片(AlN)是新型功能電子陶瓷材料,是以氮化鋁粉作為原料,采用流延工藝,經高溫燒結而制成的陶瓷基片。

氮化鋁基板國產化進行時


性能優異 備受關注

氮化鋁陶瓷基板主要有以下特性:

(1)熱導率高,是氧化鋁陶瓷的5倍以上;

(2)較低的熱膨脹系數(4.5-10-6/℃)與半導體硅材料(3.5-4.0-10-6/℃)匹配;

(3)較低的介電常數

(4) 優良的絕緣性能

(5)優異的機械性能,抗折強度高于Al2O3和BeO陶瓷,可以常壓燒結;

(6)耐熱、耐熔融金屬的侵蝕


氮化鋁基板國產化進行時

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氮化鋁陶瓷基板具有氮化鋁材料的各種優異特性,符合封裝電子基片應具備的性質,能高效地散除大型集成電路的熱量,是高密度,大功率,多芯片組件等半導體器件和大功率,高亮度的LED基板及封裝材料的關鍵材料,被認為是最理想的基板材料。

氮化鋁基板國產化進行時

圖源自網絡

廣泛應用于功率晶體管模塊基板、激光二極管安裝基板、半導體制冷器件、大功率集成電路,以及作為高導熱基板材料在IC封裝中使用。

下游市場催生氮化鋁基板需求上揚

據相關報告顯示,2019年全球氮化鋁(AlN)陶瓷基板市場總值達到了3.4億元,預計2026年可以增長到6.2億元,年復合增長率為8.4%。

氮化鋁陶瓷基板的生產市場主要在海外,近年來,為了實現氮化鋁陶瓷基板的國產化、自主研究優勢和滿足國內市場越加高漲的氮化鋁基板需求,國內PCB企業紛紛提高重視。


氮化鋁基板國產化進行時

圖源自丸和官網
 
氮化鋁陶瓷基片制造并非易事

氮化鋁的最大特點是熱膨脹系數(CTE)與半導體硅(Si)相當,且熱導率高,理論上氮化鋁熱導率可達到320W/(m·K),但成本很高。

氮化鋁基板國產化進行時

圖源自德山官網

由于制備氮化鋁陶瓷的核心原料氮化鋁粉體制備工藝復雜、能耗高、周期長、價格昂貴,國內的氮化鋁粉體很大程度上依賴進口,主要從日本德山、東洋鋁業、陶氏化學等企業購買。原料的批次穩定性、成本也成為國內高端氮化鋁陶瓷基片材料制造的瓶頸。

氮化鋁基板生產呈地區集中狀態

美國、日本、德國等國家和地區是全球最主要的電子元件生產和研發中心,在氮化鋁陶瓷基片的研究已遠早于國內。日本已有較多企業研發和生產氮化鋁陶瓷基片,目前是全球最大的氮化鋁陶瓷基片生產國。氮化鋁陶瓷基片產品的公司有包括如日本丸和、特殊陶業、賽郎泰克、住友金屬工業、富士通、東芝、日本電氣等。

氮化鋁基板國產化進行時

圖源自賽郎泰克

由于氮化鋁陶瓷基片的特殊技術要求,加上設備投資大、制造工藝復雜,高端氮化鋁陶瓷基片核心制造技術被日本等國家的幾個大公司掌控。氮化鋁陶瓷基片制備、燒結及后期加工等特殊要求較高,尤其是在高端產品領域對產品性能、穩定性等要求更高,再加上設備投資大、制造工藝復雜。

目前,我國氮化鋁陶瓷基片生產企業缺乏核心技術,再加上我國大多數氮化鋁陶瓷基片生產企業規模較小,研發投入資金有限,技術人員較少且經驗不足,導致我國氮化鋁陶瓷基片整體技術水平較低,產品缺乏競爭力,主要集中在中低端產品。

氮化鋁基板國產化趨勢明顯

近幾年,中國氮化鋁基板生產企業數量增長趨勢很快,原有企業也積極擴大生產規模。氮化鋁產量不斷增長,增長速度有加快趨勢,但是國內氮化鋁產量仍然不足,不能滿足國內需求,還需要從國外大量進口。
 
根據新思界產業研究中心發布關于氮化鋁基板的報告顯示,2017年,中國生產氮化鋁400多萬片,雖然同比大幅增長,但是隨著中國電子工業的發展,中國對氮化鋁產品的需求也迅速增長。2017年我國氮化鋁需求量超過700萬片,尤其是在高端產品領域,國內產品產量非常有限,需要進口大量的氮化鋁產品,對外進口依賴度非常高。

氮化鋁基板國產化進行時

氮化鋁裸基板 圖源自中瓷電子

氮化鋁基板制造需要龐大的資金,同時有著很高的技術壁壘,導致限制了部分小規模企業進入該行業。在當前階段,在國內知名度較高氮化鋁企業包括丸和、京瓷、日本精密陶瓷、特殊陶業、德國賽郎泰克、CoraynicTechnologyLimited、中瓷電子、潮州三環、福建華清、萊鼎電子、九豪、國瓷、海古德、六方鈺成、正天等。其中進口品牌主要角逐于高端市場,本土廠家主要角逐于中低端市場。當前我國氮化鋁行業生產技術水平還有待提升。進口替代在短期內仍然難以實現,實現高端化路線任重道遠。

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為了進一步加強交流,艾邦建有陶瓷基板交流群,誠邀DBC、DPC、AMB、LAM、LTCC、HTCC陶瓷基板,氧化鋁、氧化鈹、氮化鋁、氮化硅、碳化硅粉體陶瓷基片生產企業、設備、材料、輔助耗材,以及下游應用LED、VCSEL、IGBT、汽車、半導體、射頻封裝等需求企業參與。目前群友包括:三環集團、佳利電子、中電2所、13所、45所、55所、羅杰斯、申和、德匯、中瓷電子、東洋鋁、福建華清、富樂德、艾森達、萊鼎、鄭州中瓷、浙江新納、博敏電子、珠海粵科京華、富力天晟、金瑞欣、沃晟微、大族激光、德龍激光、海古德、中鋁山東、六方鈺成、中鳴(寧德)、利之達、遼寧英冠等加入。


活動推薦:

第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產業高峰論壇

2021年7月9日(周五)

深圳 觀瀾 格蘭云天酒店


時間

議題

演講單位

09:00-09:25

開場介紹

艾邦智造 江耀貴 創始人

09:25-09:50

淺談MLCC未來發展趨勢

宇陽科技 陳永學 戰略總監

9:50-10:15

MLCC高端關鍵生產裝備國產化解決方案

宏華電子 梁國衡 副總工程師

10:15-10:40

茶歇

10:40-11:05

應用于電子陶瓷領域的畢克產品介紹

畢克化學 王玉立 博士

11:05-11:30

淺談我國無源元器件的機遇與挑戰

風華高科 黃昆 LTCC事業部經理/技術總監

11:30-11:55

微波毫米波無源集成關鍵材料與技術

南方科技大學工學院黨委書記/副院長 汪宏 教授

11:55-14:00

午餐

14:00-14:25

封接玻璃作用機理及在電子元器件應用研究進展

華東理工大學 曾惠丹 教授/博導

14:25-14:50

LTCC高頻低介電常數陶瓷生料帶

上海晶材新材料 汪九山 總經理

14:50-15:15

稀土在先進電子陶瓷電容材料中的研究進展

晶世新材料 程佳吉 教授

15:15-15:40

高性能電容器材料的應用研究

上海硅酸鹽研究所 陳學鋒 研究員/博士

15:40-16:05

茶歇

16:05-16:30

MLCC產品失效分析和檢測手段

深圳納科科技 段建林 總經理

16:30-16:55

物理氣相法制備MLCC內外電極金屬粉體

江蘇博遷新材料 江益龍 總經理

16:55-17:20

如何提升LTCC激光開孔效果對后段工藝良率影響

東莞盛雄激光 王耀波  高級項目總監

17:20-17:45

MLCC在5G基站的應用及可靠性評估方法

中興 楊航 材料技術質量高級工程師

17:45-20:00

晚宴



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參會人數

1~2個人

3個人及以上

7月7日前付款

2500元/人

2400元/人

現場付款

2800元/人

2500元/人

費用包括會議門票、全套會議資料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。


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作者 ab

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