氮化铝(AlN)粉体作为一种高性能陶瓷原料,凭借其自身拥有的高热导率、低介电常数以及与半导体材料硅(Si)和碳化硅(SiC)相匹配的热膨胀系数,成为现代电子工业中不可或缺的关键材料。它不仅能够满足高功率电子器件(如IGBT、GaN功率模块)对高效散热的需求,还广泛应用于LED衬底、5G射频器件封装、航空航天热管理等领域。此外,AlN粉体通过调控粒径和纯度(99.9%以上),可适配流延成型、凝胶注模等精密陶瓷工艺,进一步拓展了其在透明陶瓷、核反应堆中子吸收材料等尖端领域的应用。
随着第三代半导体产业的爆发式增长,全球氮化铝粉体市场正迎来需求增速,以下将简要介绍几家来自中日两国的代表性氮化铝粉体企业:
日本:德山化工(Tokuyama Corporation)
德山化工是日本极具影响力的综合性化工企业,成立于 1918 年,总部位于日本山口县,业务范围涵盖基础化学品、特种陶瓷材料、电子级材料、新能源材料等多个领域。在先进陶瓷材料领域,德山化工德山化工凭借其在氮化铝粉体领域的卓越技术积累和全球市场影响力,成为该领域的标杆企业,其产品以超高纯度、优异热学性能和稳定品质著称,被广泛应用于半导体封装、5G 通信、新能源汽车等高端制造领域。
该司生产的氮化铝粉体以其卓越的性能指标著称,纯度达到99.9%以上,氧含量严格控制在0.8%以下,关键金属杂质如铁(Fe)和硅(Si)的含量分别低于10ppm和30ppm,完全符合半导体级材料的严苛要求。在物理特性方面,德山化工的氮化铝粉体具有0.6-1.2μm的均匀粒径分布,经过烧结后制成的陶瓷基板热导率可达230W/(m·K)以上,致密度超过98%。这些优异的性能使其成为高端电子制造领域的首选材料,广泛应用于半导体封装基板(如FCBGA)、5G基站射频器件、碳化硅功率模块以及高功率LED封装等关键领域。
德山化工在氮化铝粉体领域的碳热还原工艺已形成技术壁垒,支撑起全球 高达75% 的高纯氮化铝市场份额;2023 年完成马来西亚槟城工厂改造,氮化铝粉体年产能产能提升 30%,主要服务东南亚半导体封装集群,同时为特斯拉上海超级工厂提供本地化配套;2024 年启动的绿电改造计划,更是将可持续发展理念融入高端制造,进一步巩固了其不可替代的市场地位。不过,德山化工的产品定位高端市场,其价格水平显著高于行业平均值,主要服务于对材料性能要求最为严苛的应用场景。
日本:东洋铝业(Toyo Aluminium K.K.)
东洋铝业(Toyo Aluminium)是日本知名的综合性金属与材料企业,隶属于日轻金控股集团,在氮化铝粉体领域属于重要的中高端供应商。公司采用直接氮化法生产的TOYALNITE®系列氮化铝粉体,纯度可达99.5%-99.8%,氧含量控制在1.0%-1.2%,金属杂质含量低(Fe≤30ppm、Si≤50ppm),粉体粒径范围0.8-15微米,可适配流延成型、干压成型等多种陶瓷制备工艺。其产品烧结后热导率在170-220 W/(m・K)区间,抗弯强度>350 MPa,主要应用于工业级IGBT模块、功率电子封装和导热复合材料等领域。
东洋铝业凭借其成熟的直接氮化工艺和成本优势,在全球氮化铝粉体市场占据约15%的份额,主要服务于日本及亚洲市场。公司产品在批次稳定性和工艺适配性方面表现突出,特别适合对性价比要求较高的中高端应用场景。近年来,东洋铝业持续投入纳米级粉体研发,积极拓展在Mini LED、汽车电子等新兴领域的应用。
在超高纯氮化铝粉体(氧含量<0.8%)市场,东洋铝业的产品性能与德山化工等龙头企业仍存在一定差距。该公司更专注于提供平衡性能与成本的中高端解决方案,而非最尖端的半导体封装应用。
中国
(1)成都旭瓷新材料有限公司
是国内氮化铝粉体行业的重要企业,通过控股子公司宁夏北瓷新材料科技建立了完整的氮化铝产业链。公司采用自主创新的直接氮化法结合后续精炼工艺,实现了年产500吨氮化铝粉体的规模化生产能力,是目前国内最大的单体氮化铝粉体生产基地之一。其产品纯度达到99.6%以上,氧含量控制在1.0%以下,烧结后陶瓷热导率可达230W/(m·K),性能指标达到国际先进水平。
旭瓷新材料主要研发生产氮化铝粉体(原粉、填料粉、造粒粉),基板,结构件等电子级陶瓷材料,将氮化铝产业链垂直整合,产品主要应用于LED封装、微电子半导体,汽车电子、大功率电力电子模块,RF射频微波通讯、航空航天等多个领域。凭借规模化生产优势和稳定的产品品质,成都旭瓷已成为国内氮化铝粉体国产化替代的主力企业之一,在工业级功率电子市场占据重要地位。
图源成都旭瓷新材料官网
(2)厦门钜瓷科技有限公司
国内高纯氮化铝粉体领域的重要供应商,成立于2016年,公司位于厦门翔安区,是一家致力于高品级氮化铝粉体及陶瓷制品研发、生产和销售的创新型高科技企业。公司拥有全球领先的氮化铝陶瓷粉体生产线,产品具有高纯度、高热导率、高电绝缘性、热膨胀系数小、耐腐蚀等特性,产品主要应用于军事、航空、信息工程以及电子元器件的生产领域,在先进陶瓷材料领域展现出强劲的技术创新能力和市场竞争力。公司核心团队由国内氮化铝行业知名专家、上市企业前高管和行业销售精英组成,博士学历人员占比10%以上。
主要产品有高纯氮化铝粉体、氮化铝造粒粉、氮化铝填料粉以及注射成形复杂精密氮化铝陶瓷制品四大系列。
高纯度氮化铝粉末,图源钜瓷官网,版权归原作者所有
钜瓷科技在研发投入上,每年投入金额超过营收10%以上,致力于新产品开发及品质提升。公司拥有国内专利21项,其中发明专利9项,使用新型12项,授权商标3项,参与制定行业标准1项,并通过ISO9001、ISO14001质量管理体系认证。先后与北京科技大学、厦门理工学院建立了长期稳定合作关系,在技术开发、人才培养进行合作与交流。其产品以高纯度、高性能及与国际接轨的品质标准著称,是国内少数能与国际巨头抗衡的氮化铝粉体供应商。
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