中國粉體網(wǎng)訊  氮化鋁陶瓷具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)與硅相近、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好及環(huán)保無毒等特性，被認(rèn)為是新一代散熱基板和電子器件封裝的理想材料。隨著5G熱潮的到來，半導(dǎo)體和散熱材料的需求將會(huì)增加，氮化鋁陶瓷基板需求量也會(huì)隨之增加。

然而，我國氮化鋁陶瓷基片生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小，研發(fā)投入資金有限，技術(shù)人員較少且經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致我國氮化鋁陶瓷基片行業(yè)整體水平較低，產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，以中低端產(chǎn)品為主。

美國、日本、德國等國家和地區(qū)是全球最主要的電子產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)中心。其中，日本有多家企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片，是全球最大的氮化鋁陶瓷基片生產(chǎn)國，主要研發(fā)生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片產(chǎn)品的公司包括如京瓷、日本特殊陶業(yè)、住友金屬工業(yè)、富士通、東芝、日本電氣等。由于氮化鋁陶瓷基片的特殊技術(shù)要求，加上設(shè)備投資大、制造工藝復(fù)雜，高端氮化鋁陶瓷基片核心制造技術(shù)被日本等國家的幾個(gè)大公司掌控。

國內(nèi)外氮化鋁粉體技術(shù)差距較大

高性能氮化鋁粉體是制備高熱導(dǎo)率氮化鋁陶瓷基片的關(guān)鍵，目前國外氮化鋁粉制造工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，商品化程度也很高。但掌握高性能氮化鋁粉生產(chǎn)技術(shù)的廠家并不多，主要分布在日本、德國和美國。

日本的德山化工生產(chǎn)的氮化鋁粉被全球公認(rèn)為質(zhì)量最好、性能最穩(wěn)定，公司控制著高純氮化鋁全球市場(chǎng)75%的份額。日本東芝公司、京瓷公司、丸和、住友，德國Ceram Tec，美國Aatel工程公司、CMC公司等大部分基板和封裝生產(chǎn)廠家都在使用德山的氮化鋁粉。日本東洋鋁公司的氮化鋁粉性能較好，在日本和中國受到不少客戶的青睞。德國的Starck年產(chǎn)量能達(dá)到100噸左右。美國DOW化學(xué)公司生產(chǎn)的35548型氮化鋁粉綜合技術(shù)指標(biāo)與德山化工的H級(jí)粉相當(dāng)。

國內(nèi)開展氮化鋁粉研究生產(chǎn)的廠家主要有中國電子科技集團(tuán)公司第43研究所、北京鋼鐵研究總院、福建施諾瑞新材料有限公司、三河燕郊新宇高新技術(shù)陶瓷材料有限公司、合肥開爾納米技術(shù)公司等。但是由于國內(nèi)氮化鋁粉末行業(yè)發(fā)展時(shí)間晚，產(chǎn)業(yè)化時(shí)間短，產(chǎn)量很低，粉體性能與國外相比也存在較大差距，只能滿足國內(nèi)部分市場(chǎng)的需求。

國內(nèi)外AlN技術(shù)性能的主要差距

中國氮化鋁粉體大量依賴進(jìn)口

我國氮化鋁產(chǎn)量不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求，因此每年都需要進(jìn)口大量的氮化鋁粉料。2013至2017年，隨著我國消費(fèi)電子、通訊、汽車、醫(yī)療、能源等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，中國氮化鋁進(jìn)口數(shù)量和進(jìn)口金額均呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。其中，2013年中國氮化鋁進(jìn)口數(shù)量約30噸，進(jìn)口金額約3000萬元；2017年，氮化鋁進(jìn)口數(shù)量超過50噸，進(jìn)口金額進(jìn)4500萬元。

中國進(jìn)口的氮化鋁產(chǎn)品主要來自于日本，主要企業(yè)為日本德山化工，德山化工生產(chǎn)的氮化鋁占據(jù)了中國市場(chǎng)60%以上的份額。我國從日本等國家進(jìn)口的氮化鋁相對(duì)于國產(chǎn)氮化鋁商品化程度較高、產(chǎn)品穩(wěn)定性、精細(xì)化程度較好，因此其價(jià)格相對(duì)較高。2017年，我國進(jìn)口高純氮化鋁粉末價(jià)格仍是國產(chǎn)普通氮化鋁粉末價(jià)格的3倍左右。

結(jié)語

近日，工業(yè)和信息化部發(fā)布通告稱，為進(jìn)一步做好重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償試點(diǎn)工作，現(xiàn)發(fā)布《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》，自2020年1月1日起施行。其中，氮化鋁陶瓷粉體及基板入選，其性能要求為如下。粉體：碳含量≤300ppm，氧含量≤0.75%，粒度分布D10≤0.65μm，D50≤1.30μm，D90≤3.20μm，比面積≥2.8m2/g；基板：密度≥3.30g/cm3，熱導(dǎo)率（20℃）≥180W/(m·K)，抗折強(qiáng)度≥380MPa，線膨脹系數(shù)（RT～500℃）（4.6～4.8）×10-6/℃，表面粗糙度Ra≤0.3μm。

我國目前高性能的氮化鋁粉基本依賴進(jìn)口，不僅價(jià)格高昂，而且存在原材料斷供的風(fēng)險(xiǎn)，因此，研究氮化鋁粉體制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高性能氮化鋁制造技術(shù)的國產(chǎn)化，成為當(dāng)務(wù)之急。

參考資料：

新思界網(wǎng).國產(chǎn)氮化鋁粉末產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不足 進(jìn)口價(jià)是國產(chǎn)價(jià)近3倍

新思界網(wǎng).核心技術(shù)缺乏，中國氮化鋁進(jìn)口依賴度仍比較高

張浩、崔嵩等.高性能氮化鋁粉體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

日本德山化工官網(wǎng)

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