中國高純氮化硅行業(yè)發(fā)展分析2023

陳澤芳 2023年6月1日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 789 48
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現(xiàn)階段，將高熱導率氮化硅陶瓷用于電子器件的基板材料仍是一大難題。目前國外僅有東芝、京瓷等少數(shù)公司能將氮化硅陶瓷基板商用化：例如東芝的氮化硅基片(TSN-90)的熱導率為90 W/(m·k)。國內(nèi)有北京中材人工晶體研究院成功研制的熱導率為80 W/(m·k

高純氮化硅具有純度高、分散性好的特點，主要應用在高端零部件。在自然界中，地殼中氮含量和硅含量十分豐富，但天然氮化硅含量十分稀少，這是由于高純氮化硅的制備條件很苛刻：制備溫度要求嚴格，溫度過高，氮化硅易分解，溫度過低，化學反應不完全;氣氛的純度要求高，氣氛中不能混有氧氣，避免硅元素與氧元素結合生成二氧化硅;氮氣純度要求高，制備添加劑的種類和用量將直接影響氮化硅產(chǎn)物的純度以及質量，制備過程中需要進行嚴格的篩選和控制。

中國高純氮化硅行業(yè)發(fā)展分析2023

現(xiàn)階段，將高熱導率氮化硅陶瓷用于電子器件的基板材料仍是一大難題。目前國外僅有東芝、京瓷等少數(shù)公司能將氮化硅陶瓷基板商用化：例如東芝的氮化硅基片(TSN-90)的熱導率為90 W/(m·k)。國內(nèi)有北京中材人工晶體研究院成功研制的熱導率為80 W/(m·k)、抗彎強度為750MPa·m1/2的氮化硅陶瓷基片材料，這與東芝公司的商用氮化硅產(chǎn)品性能相近。

新材料產(chǎn)業(yè)具有高風險、高投入、高回報、長周期等特性，與金融機構傳統(tǒng)的服務對象不同，因此新材料產(chǎn)業(yè)的融資難度較大。在發(fā)達國家，新材料依托傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)格局及商業(yè)模式方面已經(jīng)發(fā)展成熟，對于早期技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化有穩(wěn)定的資金支持，包括銀行、政府基金及產(chǎn)業(yè)巨頭為主的戰(zhàn)略投資者等。對中國新材料產(chǎn)業(yè)而言，一方面國內(nèi)整體產(chǎn)業(yè)基礎薄弱、投融資環(huán)境仍不成熟，另一方面，作為新興產(chǎn)業(yè)，投資者對新材料行業(yè)的商業(yè)模式及成長價值的判斷也不夠體系化，投資策略及投資規(guī)模仍較為保守。

根據(jù)中研普華研究報告《2022-2027年中國高純氮化硅行業(yè)發(fā)展分析與投資預測報告》顯示：

目前國內(nèi)制備高純氮化硅的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，其制備方法主要包括硅粉直接淡化法、碳熱還原法、化學氣相沉積法、溶膠—凝膠法、熱分解法、自蔓延高溫合成法等。其中硅粉直接淡化法是利用高純硅粉在高溫下和氮氣反應生成氮化硅粉體，制備工藝成熟，被廣泛應用于化工行業(yè)。碳熱還原法是將碳與二氧化硅混合，然后在高溫狀態(tài)下通入氮氣，根據(jù)碳量多少可生成不同產(chǎn)物，使用此方法得到的氮化硅純度較低。使用溶膠-凝膠法可制得高純度、超細粒、低成本的氮化硅粉體，但相對生產(chǎn)設備昂貴、工藝復雜。

價格上，高純氮化硅走過了一條曲折下降之路，從最早的兩千元/公斤，到現(xiàn)在的一千多元/公斤，下滑勢頭明顯。相較海外幾家大型企業(yè)，國內(nèi)的氮化硅企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)上采取自主研發(fā)設備，而且在價格上采取“薄利多銷”的模式，對于快速占領市場更具優(yōu)勢。高純氮化硅的主要競爭因素是其優(yōu)異的性能，能夠滿足高端裝備的需要。目前，國內(nèi)高純氮化硅生產(chǎn)技術較成熟，技術創(chuàng)新方面很難有較大的提升，行業(yè)處于成熟期，市場需求較穩(wěn)定。

中科院上硅所曾宇平研究院團隊成功研制出平均熱導率為95 W/(m·k)，最高可達120 W/(m·k)且穩(wěn)定性良好的氮化硅tacit，其尺寸為120㎜×120㎜，厚度為0.32㎜，外形尺寸還能根據(jù)實際需求進行調(diào)整。我國軍工航天、高鐵重工等領域的飛速發(fā)展，促使各項科技行業(yè)對大功率電子器件的需求逐步加大。為適應更為苛刻復雜的應用條件，大功率電子器件必須朝著耐高溫、高頻、低功耗及智能化、系統(tǒng)化、模塊化的方向發(fā)展。

高純氮化硅是近年來發(fā)展勢頭較好的一種特種高溫結構陶瓷材料，其化學性能十分穩(wěn)定，產(chǎn)品應用領域廣泛。目前，國內(nèi)高純氮化硅行業(yè)發(fā)展相對穩(wěn)定，市場需求將保持平穩(wěn)增加。業(yè)界人士表示，高純氮化硅是近年來發(fā)展勢頭較好的一種特種高溫結構陶瓷材料，由于高純氮化硅具有良好的潤滑性、耐磨性、抗熱性、抗震性以及化學穩(wěn)定性，其產(chǎn)品應用領域廣泛。目前，國內(nèi)制備高純氮化硅的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，高純氮化硅行業(yè)發(fā)展相對穩(wěn)定。

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