?規(guī)模達(dá)60億美元的IGBT要用哪些陶瓷基板

IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）俗稱(chēng)電力電子裝置的“CPU”，作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車(chē)與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

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1、IGBT市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)ASMC研究顯示，全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在2022年達(dá)到60億美元。IGBT在新能源汽車(chē)中的成本約占整車(chē)成本的7%-10%，是除電池以外成本第二高的元件，也是決定整車(chē)能源效率的關(guān)鍵器件。隨著和能源汽車(chē)的大量需求和不斷滲透，全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模在未來(lái)幾年時(shí)間仍將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的勢(shì)頭。

2、IGBT模塊結(jié)構(gòu)及功能

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3、IGBT會(huì)用到哪些陶瓷基板？

IGBT模塊是由不同的材料層構(gòu)成，如金屬，陶瓷以及高分子聚合物以及填充在模塊內(nèi)部用來(lái)改善器件相關(guān)熱性能的硅膠。

陶瓷基片方面主要有氧化鋁、氮化鋁、氮化硅等；覆銅板主要是DBC、DPC、AMB。

傳統(tǒng)的IGBT模塊中，氧化鋁精密陶瓷基板是最常用的精密陶瓷基板。但由于氧化鋁精密陶瓷基片相對(duì)低的熱導(dǎo)率、與硅的熱膨脹系數(shù)匹配不好，并不適合作為高功率模塊封裝材料。

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氮化鋁精密陶瓷基板在熱特性方面具有非常高的熱導(dǎo)率，散熱快；在應(yīng)力方面，熱膨脹系數(shù)與硅接近，整個(gè)模塊內(nèi)部應(yīng)力較低；又具有無(wú)氧銅的高導(dǎo)電性和優(yōu)異的焊接性能，是IGBT模塊封裝的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。提高了高壓IGBT模塊的可靠性。這些優(yōu)異的性能都使得氮化鋁覆銅板成為高壓IGBT模塊封裝的首選。

高功率IGBT模塊領(lǐng)域，氮化硅陶瓷覆銅板因其可以焊接更厚的無(wú)氧銅以及更高的可靠性在未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)用高可靠功率模塊中應(yīng)用廣泛。

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目前IGBT封裝主要采用DBC陶瓷基板，原因在于DBC具有金屬層厚度大（一般為100~600um），具有載流大、耐高溫性能好及可靠性高的特點(diǎn)，結(jié)合強(qiáng)度高(熱沖擊性好)等特點(diǎn)。DPC陶瓷基板由于在厚度的缺陷，在IGBT上的應(yīng)用面不太廣。

近年來(lái),國(guó)外采用活性金屬化焊接（AMB）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了氮化鋁和氮化硅陶瓷與銅片的覆接。該技術(shù)制備的陶瓷覆銅板可靠性大幅提高,因此,AMB基板已成為新能源汽車(chē)、軌道交通、航空航天、風(fēng)力發(fā)電等中高端IGBT主要散熱電路板。

4、IGBT增長(zhǎng)將拉動(dòng)陶瓷基板需求

IGBT是現(xiàn)代電力電子器件中的主導(dǎo)型器件，是國(guó)際上公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命最具代表性的產(chǎn)品。IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，能夠根?jù)信號(hào)指令來(lái)調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，廣泛應(yīng)用軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車(chē)與新能源裝備等領(lǐng)域，可想而知它有多么重要。

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為了進(jìn)一步加強(qiáng)交流，艾邦建有陶瓷基板交流群，誠(chéng)邀DBC、DPC、AMB、LAM、LTCC、HTCC陶瓷基板，氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅等陶瓷基片生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)備、材料、輔助耗材，以及下游應(yīng)用LED、VCSEL、IGBT、汽車(chē)、半導(dǎo)體、射頻封裝等需求企業(yè)參與。目前群友包括：三環(huán)集團(tuán)、佳利電子、中電13所、45所、55所、中瓷電子、福建華清、富樂(lè)德、艾森達(dá)、萊鼎、鄭州中瓷、浙江新納、博敏電子、珠?；浛凭┤A、富力天晟斯利通、金瑞欣、沃晟微等加入。