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DBC市场大变革 AIN迎来投资机遇

2018-01-22 19:19      责任编辑:冯瀚东    来源:www.newsijie.com    点击:
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DBC市场大变革 AIN迎来投资机遇
 
        DBC基板是目前最为重要的功率电子封装材料,碳化硅模块即选择DBC基板进行封装,DBC基板的陶瓷基片材料不同,其导热性能各异,主要的基片有BeO基片、AIN基片、AI2O3基片和Si3N4。
 
        新思界产业研究员认为,在BeO、AIN、AI2O3、Si3N4三种陶瓷基片中,BeO陶瓷的导热率最高,在这一点上非常适合制作DBC陶瓷,但是由于BeO粉末的毒性以及废料处理的困难,这种基板已经很少使用。除此之外,AIN的导热率也很高,非常适用于高功率密度模块,但其制造工艺较为复杂,价格是AI2O3基片的数倍,而且材料较脆,在高机械冲击的应用场合有破碎的风险,目前国内大规模生产AIN-DBC的技术还不是很成熟,只能提供一些试片级的AIN-DBC。氮化硅基片性能卓越,氮化硅(Si3N4)替代氧化铝(Al2O3)衬底,则Rth(j-s)会减小多达54%,提升了模块的输出功率并且功率密度提高34%。目前业界普遍使用的陶瓷基片为AI2O3和AIN,随着功率密度的不断提高Si3N4在开始逐渐得到应用。
 
        模块的绝缘占内部热阻的最高份额。一个用薄膜或者相类似的额外绝缘层会更糟糕。相比现在使用标准96%纯度的氧化铝(λ= 28W/m*K),高纯度氧化铝(λ= 28W/m*K)或氮化铝(AlN,λ=180到200W/m*K)可以说是一种改善。导热性明显提高的氮化铝会使热阻明显降低,允许的电流强度大幅度提高。当然,它的成本也很高。高导热材料的应用往往是面临着成本问题。因此,氮化铝AIN主要用于高电压绝缘模块(厚绝缘陶瓷),因为同时增加了绝缘强度和导热性。
 
        根据新思界产业研究中心公布的《2017-2022年中国DBC基板市场发展现状及投资机遇》报告显示,2016年全球直接覆铜(DBC)陶瓷基板市场规模达到了4.42亿元,其中中国、德国(欧洲)、韩国、日本、美国和台湾地区等是主要的生产和消费地区。目前高端产品主要有德国、韩国、日本等企业生产,主要公司有丸和电子、罗杰斯、同欣电子、KCC和Remtec等,中国企业除了上海申和(日企)外,其他规模相对较小,且产品处于低端水平。中国碳化硅、氮化镓模块封装产业的发展迫切需要基础材料的突破,DBC技术已列入《中国制造2025》的重大攻关项目。
 
        我国碳化硅、氮化镓模块封装在封装材料和封装工艺远远落后于国外,随着《中国制造2015》、《工业绿色发展专项行动实施方案》、《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》以及“特高压规划”等一系列的政策密集出台,我国的高速铁路、城市轨道交通、新能源汽车、智能电网和风能发电等项目成为未来几年“绿色经济”的热点。而这些项目对碳化硅、氮化镓模块的需求迫切且数量巨大,预计2020年碳化硅模块封装市场规模将达到1.32亿元,这将极大促进我国碳化硅、氮化镓模块的发展,未来我国碳化硅、氮化镓模块封装发展首先要突破的瓶颈是DBC基板技术。
 
        我国DBC基板的研发集中在高校、科研院所,国内部分公司已经掌握了AIN-DBC的生产技术。国内DBC生产工艺和技术在不断取得突破,2017年3月以杨会生为骨干的北京科技大学材料学院表面与界面梯队,经过多年研究在活性金属钎焊(AMB)陶瓷覆铜基板工程化制造领域取得突破,在国内率先研制成功大面积(4.5”*4.5”)氮化铝覆铜基板。该团队在研制过程中先后突破了高精度钎料涂覆技术,建立了降低焊接应力的理论,实现了高纯度焊接和焊接层组织精密控制等工艺过程,该项目已投资1000万元建设年产10000片的生产线。但距离打破国际厂商对DBC基板的垄断,还需要很长时间。目前国内DBC基板除浙江德汇电子陶瓷有限公司和南京中江新材料科技有限公司少量供应市场外,国内DBC基板基本被美国和日本企业垄断。
 
        2014年6月,国家斥资1200亿元人民币成立集成电路发展基金,主要用于支持中国集成电路的发展。2015年5月国务院正式发布了《中国制造2025》强国战略,明确提出:2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%。国家意志推动半导体行业崛起,作为高铁、军工中关键的功率半导体器件,国家会给予政策和资金上的支持,中国AIN基板市场将迎来投资机遇期。
 
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