铝碳化硅：新型IGBT高导热材料
随着新能源汽车的快速发展，IGBT（绝缘栅双极晶体管）的重要性日益凸显。IGBT在各类高电压、大功率电子领域具有广泛应用，尽管相比同类产品具有更多优势，但仍面临一个共同挑战——发热量高。今天要介绍的就是IGBT高导热材料——铝碳化硅（AlSiC）。
IGBT在新能源汽车等领域的应用不断扩大，其性能要求也越来越高。然而，随着功率的提升，发热量问题愈发严重。传统的散热基板材料如铜等金属材料，虽然具有一定的导热性能，但存在密度大、导热性能不足、热膨胀系数不匹配等缺点。
铝碳化硅（AlSiC）作为一种新型金属基复合材料，具有以下显著优势：
高导热率和可调热膨胀系数：AlSiC的导热率高达180-240W/mK，热膨胀系数可调，与半导体芯片和陶瓷基片实现良好匹配，有效提升器件散热性能。
轻量化：AlSiC的密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。
高比刚度：AlSiC的比刚度是所有电子材料中最高的，抗震性优于陶瓷，是恶劣环境下的首选材料。
易于加工：AlSiC可以大批量加工，加工工艺取决于碳化硅的含量，可以用电火花、金刚石、激光等进行加工。
良好的表面处理性能：AlSiC可以镀镍、金、锡等，表面也可以进行阳极氧化处理，方便与其他材料连接。
气密性好：AlSiC本身具有较好的气密性，能够保证器件在恶劣环境下的稳定工作。
各向同性：AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的，其产品性能均匀度较高。
AlSiC作为IGBT高导热材料，不仅可以显著提高器件的散热性能，降低发热量，还可以实现器件的轻量化和小型化，提高系统的整体性能。
随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展，对半导体器件的需求日益增长，同时也催生了市场对半导体材料的需求，半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体材料行业的发展。
数据显示，2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长，从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计，2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆，占比超过40%，成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临，汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求，IGBT市场规模将持续增长，IGBT市场在2020年的规模为54亿美元，从2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率（CAGR）增长，预计2026年市场规模为84亿美元。新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量，2020年市场规模为为5.09亿美元，2020-2026年的复合年增长率为23%，预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元。
随着5G、智慧物联网时代的到来，中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局，正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前，我国已经成为最大的半导体市场，并且继续保持最快的增速，预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。
