氮化鋁AIN、銅、鋁碳化硅等是常見(jiàn)的熱沉材料,但以上材料均具有一定缺陷,如氮化鋁導(dǎo)熱率低、金屬材料熱膨脹系數(shù)大等。相比之下,金剛石在熱導(dǎo)率、耐高溫性、電絕緣性、硬度、重量等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),是理想的熱沉材料。金剛石熱沉片是一種由人造金剛石制成的新型熱沉材料。
近年來(lái),隨著微電子技術(shù)、集成技術(shù)發(fā)展,電子器件逐漸向高集成、小體積、大功率等方向發(fā)展,與此同時(shí),市場(chǎng)對(duì)電子器件的散熱要求也不斷提升。近年來(lái),以氧化鎵、氮化鋁、金剛石為代表的第四代半導(dǎo)體材料受到日益廣泛的關(guān)注。其中金剛石具有極高的熱導(dǎo)率,室溫下熱導(dǎo)率是銅的五倍,在散熱方面具有巨大應(yīng)用潛力。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2023-2027年中國(guó)金剛石熱沉片市場(chǎng)行情監(jiān)測(cè)及未來(lái)發(fā)展前景研究報(bào)告》顯示,受益于散熱需求升級(jí)、制備技術(shù)突破,全球金剛石熱沉片市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,2022年達(dá)到2.5億美元,預(yù)計(jì)2023-2028年,全球金剛石熱沉片市場(chǎng)將以4.5%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
金剛石分為天然金剛石和人造金剛石兩大類(lèi),人造金剛石主要制備方法有高溫高壓法(HPHT法)、化學(xué)氣相沉積法(CVD法)兩種,其中CVD法又分為熱化學(xué)沉積(TCVD)法、等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)。PCVD法是目前制備高品質(zhì)人造金剛石的主要方法之一。
2022年,我國(guó)人造金剛石市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)46億元。我國(guó)人造金剛石產(chǎn)能較高,但產(chǎn)品性能較低,多集中在中低端領(lǐng)域,電子級(jí)金剛石市場(chǎng)需求仍依賴(lài)進(jìn)口,這不利于金剛石熱沉片產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、自主化發(fā)展。
金剛石熱沉片具有高熱導(dǎo)率、低膨脹等優(yōu)勢(shì),可用于替代氮化鋁、銅、鋁碳化硅等材料,廣泛應(yīng)用于各種大功率電子器件中,終端應(yīng)用涉及到光通訊、航天航空、新能源汽車(chē)、5G基站、電子封裝、光伏、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。總體來(lái)看,金剛石熱沉片市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)力強(qiáng)勁。
新思界
行業(yè)分析人士表示,金剛石熱沉片相關(guān)供應(yīng)商有化合積電、北京沃爾德、河北普萊斯曼、上海微瞬半導(dǎo)體、深圳瑞世興等,其中化合積電的金剛石熱沉片熱導(dǎo)率高達(dá)1000-2000W/m.k。由于價(jià)格較高,目前金剛石熱沉片主要應(yīng)用在散熱要求較高的領(lǐng)域,但隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大、制備技術(shù)進(jìn)步,金剛石熱沉片生產(chǎn)成本將下降,應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步擴(kuò)展。