鋁碳化硅：新型IGBT高導(dǎo)熱材料
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的重要性日益凸顯。IGBT在各類高電壓、大功率電子領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，盡管相比同類產(chǎn)品具有更多優(yōu)勢，但仍面臨一個(gè)共同挑戰(zhàn)——發(fā)熱量高。今天要介紹的就是IGBT高導(dǎo)熱材料——鋁碳化硅（AlSiC）。
IGBT在新能源汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，其性能要求也越來越高。然而，隨著功率的提升，發(fā)熱量問題愈發(fā)嚴(yán)重。傳統(tǒng)的散熱基板材料如銅等金屬材料，雖然具有一定的導(dǎo)熱性能，但存在密度大、導(dǎo)熱性能不足、熱膨脹系數(shù)不匹配等缺點(diǎn)。
鋁碳化硅（AlSiC）作為一種新型金屬基復(fù)合材料，具有以下顯著優(yōu)勢：
高導(dǎo)熱率和可調(diào)熱膨脹系數(shù)：AlSiC的導(dǎo)熱率高達(dá)180-240W/mK，熱膨脹系數(shù)可調(diào)，與半導(dǎo)體芯片和陶瓷基片實(shí)現(xiàn)良好匹配，有效提升器件散熱性能。
輕量化：AlSiC的密度與鋁相當(dāng)，比銅和Kovar輕得多，特別適合于便攜式器件、航空航天和其他對重量敏感領(lǐng)域的應(yīng)用。
高比剛度：AlSiC的比剛度是所有電子材料中最高的，抗震性優(yōu)于陶瓷，是惡劣環(huán)境下的首選材料。
易于加工：AlSiC可以大批量加工，加工工藝取決于碳化硅的含量，可以用電火花、金剛石、激光等進(jìn)行加工。
良好的表面處理性能：AlSiC可以鍍鎳、金、錫等，表面也可以進(jìn)行陽極氧化處理，方便與其他材料連接。
氣密性好：AlSiC本身具有較好的氣密性，能夠保證器件在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定工作。
各向同性：AlSiC的物理性能及力學(xué)性能都是各向同性的，其產(chǎn)品性能均勻度較高。
AlSiC作為IGBT高導(dǎo)熱材料，不僅可以顯著提高器件的散熱性能，降低發(fā)熱量，還可以實(shí)現(xiàn)器件的輕量化和小型化，提高系統(tǒng)的整體性能。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對半導(dǎo)體器件的需求日益增長，同時(shí)也催生了市場對半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來臨，汽車電動化進(jìn)程拉動IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，預(yù)計(jì)2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，中國大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國、中國臺灣向中國大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場增長將持續(xù)帶動半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
