?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在新能源汽車中的成本約占整車成本的7%-10%，是除電池以外成本第二高的元件，也是決定整車能源效率的關(guān)鍵器件。隨著和能源汽車的大量需求和不斷滲透，全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模在未來幾年時(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氧銅以及更高的可靠性在未來電動(dòng)汽車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,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、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、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。