IGBT高導(dǎo)熱材料的特性及其在現(xiàn)代散熱技術(shù)中的應(yīng)用
隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為一種重要的功率半導(dǎo)體器件，在能源轉(zhuǎn)換、電機(jī)控制、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，IGBT在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，若無(wú)法及時(shí)有效地散出，將嚴(yán)重影響其性能和壽命。因此，研究IGBT高導(dǎo)熱材料及散熱技術(shù)至關(guān)重要。
在眾多散熱材料中，導(dǎo)熱硅脂和相變導(dǎo)熱材料以其獨(dú)特的性能在IGBT散熱領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。導(dǎo)熱硅脂，也被業(yè)內(nèi)熟知為散熱膏，是一種以有機(jī)硅酮為主體的膏狀復(fù)合物。它的出色表現(xiàn)得益于其低接觸熱阻和良好的表面潤(rùn)濕性，這使得它能夠緊密貼合在IGBT模塊表面，有效降低熱阻，提高散熱效率。此外，導(dǎo)熱硅脂還具備耐高低溫、耐水、耐臭氧和耐氣候老化的特性，保證了在各種惡劣環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。
而相變導(dǎo)熱材料則以其獨(dú)特的相變特性在IGBT高導(dǎo)熱材料領(lǐng)域嶄露頭角。這種材料在室溫下呈現(xiàn)為固體狀態(tài)，便于清潔和處理，可以堅(jiān)固地附著在散熱片或器件表面。當(dāng)達(dá)到器件工作溫度時(shí)，相變材料會(huì)發(fā)生軟化，并在壓緊力的作用下像熱滑脂一樣流動(dòng)，從而完全填充界面氣隙和器件與散熱片間的空隙。這種特性不僅提高了散熱效率，還使得相變導(dǎo)熱材料在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中更加便捷。
在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)熱硅脂和相變導(dǎo)熱材料的選擇需根據(jù)具體的IGBT模塊和使用環(huán)境來(lái)確定。對(duì)于需要長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下工作的IGBT模塊，導(dǎo)熱硅脂因其耐高低溫的特性可能更為合適。而對(duì)于需要頻繁運(yùn)輸和安裝的場(chǎng)合，相變導(dǎo)熱材料則因其便于攜帶和使用的特點(diǎn)而更具優(yōu)勢(shì)。
隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，IGBT高導(dǎo)熱材料的研究和應(yīng)用對(duì)于提高電力電子設(shè)備的性能和可靠性具有重要意義。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)也催生了市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展的黃金期。在國(guó)家鼓勵(lì)半導(dǎo)體材料國(guó)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(guó)外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，從2017年的76億美元增長(zhǎng)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(lái)自中國(guó)大陸，占比超過(guò)40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程拉動(dòng)IGBT規(guī)模增長(zhǎng)。得益于對(duì)清潔能源高速增長(zhǎng)的需求，IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，IGBT市場(chǎng)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(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)模為84億美元。新能源車(chē)應(yīng)用作為IGBT市場(chǎng)規(guī)模的重要增量，2020年市場(chǎng)規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車(chē)用IGBT市場(chǎng)規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，中國(guó)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(guó)、中國(guó)臺(tái)灣向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國(guó)已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)將持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
