AISiC材料有哪些意義?
一、材料意義
1、可以使集成電路的封裝性能大幅提高,使用鋁碳化硅材料進行電子封裝,使封裝體與芯片的受熱膨脹相一致,并起到良好的導(dǎo)熱功能,解決了電路的熱失效問題;
2、批量使用AlSiC材料,可以降低封裝成本,比目前使用W-Cu、Mo等貴金屬材料價格要便宜得多;
3、有效改良我國航天、軍事、微波和其他功率微電子領(lǐng)域封裝技術(shù)水平,提高功能,降低成本,加快我國航天和軍工產(chǎn)品的先進化。例如,過去以可伐(Kovar) 材料作為器件封裝外殼的地方,如果換作鋁碳化硅外殼,重量就可減少為原來的三分之一,而導(dǎo)熱性能則增加為原來的十倍。
4、AlSiC封裝材料的開發(fā)成功,標(biāo)志著中國企業(yè)不再是在封裝領(lǐng)域內(nèi)一個單純的藍領(lǐng)和加工者的角色,而是已經(jīng)有了自己的具備獨立技術(shù)內(nèi)核的封裝領(lǐng)先產(chǎn)品,填 補了國內(nèi)空白,在封裝領(lǐng)域內(nèi)是一項巨大的技術(shù)進步;使用西安明科微電子材料有限公司生產(chǎn)的AlSiC,就是支持民族工業(yè),為相關(guān)領(lǐng)域的國產(chǎn)化做貢獻。
5、優(yōu)越的性能使AlSiC比W-Cu、Mo、BeO、Kovar、Mo-Cu、AlN、AlSi、Al2O3等現(xiàn)用封裝材料具有更廣闊的越的性能使AlSiC比W-Cu、Mo、BeO、Kovar、Mo-Cu、AlN、AlSi、Al2O3等現(xiàn)用封裝材料具有更廣闊的使用空間
二、 AlSiC性能特點
1、AlSiC具有高導(dǎo)熱率(180~240W/mK)和可調(diào)的熱膨脹系數(shù)(6.5~9.5×10-6/K),因此一方面AlSiC的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體芯片和陶瓷基片實現(xiàn)良好的匹配,能夠防止疲勞失效的產(chǎn)生,甚至可以將功率芯片直接安裝到AlSiC基板上;另一方面AlSiC的熱導(dǎo)率是可伐合金的十倍,芯片產(chǎn)生的熱量可以及時散發(fā)。這樣,整個元器件的可靠性和穩(wěn)定性大大提高。
2、AlSiC是復(fù)合材料,其熱膨脹系數(shù)等性能可通過改變其組成而加以調(diào)整,因此產(chǎn)品可按用戶的具體要求而靈活地設(shè)計,能夠真正地做到量體裁衣,這是傳統(tǒng)的金屬材料或陶瓷材料無法做到的。
3、AlSiC的密度與鋁相當(dāng),比銅和Kovar輕得多,還不到Cu/W的五分之一,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。
4、AlSiC的比剛度(剛度除以密度)是所有電子材料中最高的:是鋁的3倍,是W-Cu和Kovar的5倍,是銅的25倍,另外AlSiC的抗震性比陶瓷 好,因此是惡劣環(huán)境(震動較大,如航天、汽車等領(lǐng)域)下的首選材料。
5、AlSiC可以大批量加工,但加工的工藝取決于碳化硅的含量,可以用電火花、金剛石、激光等加工。
6、AlSiC可以鍍鎳、金、錫等,表面也可以進行陽極氧化處理。
7、金屬化的陶瓷基片可以釬焊到鍍好的AlSiC基板上,用粘結(jié)劑、樹脂可以將印制電路板芯與AlSiC粘合。
8、AlSiC本身具有較好的氣密性。但是,與金屬或陶瓷封裝后的氣密性取決于合適的鍍層和焊接。
9、AlSiC的物理性能及力學(xué)性能都是各向同性的。
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隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的新計算時代的發(fā)展,對半導(dǎo)體器件的需求日益增長,同時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,推進中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進程,促進中國半導(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,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時代的來臨,汽車電動化進程拉動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。