金剛石熱沉片與其他熱沉材料相比，有何優(yōu)勢(shì)
常用的熱沉材料有陶瓷氮化鋁AIN和金屬材料銅Cu等，其中氮化鋁AIN由于導(dǎo)熱率低，難以實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，而銅Cu的導(dǎo)體特性會(huì)導(dǎo)致水冷熱沉通道內(nèi)的電化學(xué)腐蝕，從而造成堵塞。CVD金剛石則是絕佳的熱沉材料，其熱導(dǎo)率最高可達(dá)2000W/(K·m)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮化鋁AIN和銅Cu。下面我們做一個(gè)詳細(xì)的比較：
陶瓷材料：如氮化鋁、氧化鈹、氧化鋁。熱導(dǎo)率分別為170-230 W/m.k、190 W/m.k、20 W/m.k，其中氮化鋁在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)和缺陷造成實(shí)際產(chǎn)品的熱導(dǎo)率低于理論值，氧化鈹生產(chǎn)成本較高并且有劇毒，氧化鋁熱導(dǎo)率最低。
金屬材料：如鋁、銅。熱導(dǎo)率分別為230 W/m.k、400 W/m.k，但是金屬鋁、銅的熱膨脹系數(shù)較大, 可能造成比較嚴(yán)重的熱失配問(wèn)題。
復(fù)合材料：如鋁碳化硅。是將SiC陶瓷和金屬Al結(jié)合在一起的金屬基復(fù)合材料，熱導(dǎo)率為200 W/m.k，需要通過(guò)改變Si C的含量使其與相鄰材料的熱膨脹系數(shù)相匹配，增加了調(diào)試成本。
金剛石熱沉片優(yōu)勢(shì)：
金剛石在室溫下具有最高的熱導(dǎo)率，是銅、銀的5倍，又是良好的絕緣體，因而是大功率激光器件、微波器件、高集成電子器件的理想散熱材料。在熱導(dǎo)率要求1000~2000W/m.k之間，金剛石是首選以及唯一可選熱沉材料。
目前，CVD 金剛石熱沉片可通過(guò)以下三種方式廣泛整合到散熱解決方案中：
1. 獨(dú)立單個(gè)金剛石單元通過(guò)金屬化和焊接進(jìn)行接合，（例如采用Ti/Pt/Au濺射沉積金屬和AuSn 共晶焊接）；
2.預(yù)制晶片支撐多個(gè)器件，使器件生產(chǎn)商能夠大批量處理晶片（比如金屬化和貼裝）。此類附加步驟完成后，這些晶片可作為單個(gè)子組件的基板。
3.直接采用金剛石鍍膜。
蘇州思萃熱控材料科技有限公司長(zhǎng)期從事熱管理方案設(shè)計(jì)與新型材料成型加工研究，致力于新一代半導(dǎo)體、微電子熱管理方案的設(shè)計(jì)及封裝材料研發(fā)生產(chǎn)及銷售。蘇州思萃熱控已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了合格的熱沉材料，并經(jīng)過(guò)多方驗(yàn)證，滿足產(chǎn)品使用的要求。
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。
