氧化鋁（Al?O?）作為無機材料領域的“萬金油”，憑借優異的熱穩定性、化學惰性和機械性能，正從傳統陶瓷、耐火材料領域向半導體、新能源等高精尖領域延伸。隨著國家對關鍵材料自主可控的重視，國內企業在高端氧化鋁領域加速布局，實現從“量”到“質”的跨越。本文將聚焦四類高端氧化鋁產品——low-α射線球形氧化鋁、多面體類球單晶氧化鋁、5N高純氧化鋁、氧化鋁連續纖維，解析其技術價值及國內主要生產企業。

一、low-α射線球形氧化鋁

在導熱領域，球形氧化鋁作為填充材料承擔著提升導熱性、降低熱膨脹系數的關鍵作用，但普通氧化鋁常含天然放射性元素鈾（U）、釷（Th），若將其應用于HBM用環氧塑封料等對軟錯誤的敏感性高的半導體封裝材料中，其衰變釋放的α射線（帶正電的氦核）可能電路中的存儲單元（如SRAM、DRAM等）產生瞬時的電壓變化，從而引發軟錯誤（即不損壞電路本身，而損壞所存儲的數據或所涉電路的狀態），導致芯片可靠性下降。

Low-α射線球形氧化鋁則是對球形氧化鋁的Low-α射線進行了有效控制，將放射性元素鈾（U）和釷（Th）的含量降至ppb（十億分之一）級別，且兼顧了形貌控制等其他多項指標，適用于高集成化集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路的樹脂密封材料中作為關鍵填充材料，能夠減少信號串擾、提高信號完整性、保障芯片的高性能運行。不過，該產品的生產除了需要使用鈾/釷含量盡可能低的原料外，一般還需要通過特殊手段除去氧化鋁中的鈾/釷雜質，如技術壁壘較高，目前能實現產業化的企業較少且主要集中在國外，如日本雅都瑪、Denka公司等。而國內方面，聯瑞新材、天馬新材等目前已取得如下進展：

聯瑞新材：作為全球領先的粉體材料制造和應用服務供應商，可量產配套供應HBM所用的多種規格低CUT點Low-α放射球硅和球鋁，放射性元素鈾（U）和釷（Th）含量均低于5ppb級別，最低可低于1ppb級別，同時具有高密度，表面光滑等優良性能，目前已成功配套5G通訊、汽車雷達等領域的高頻電路基板，滿足高介電、低損耗需求，市場潛力顯著。

天馬新材：專注于高端特種氧化鋁粉體業務，公司自主研發的low-α射線球形氧化鋁粉體已于2024年取得階段性成果，處于實驗中試向產業化過渡階段。據悉，該產品檢測放射性元素鈾（U）和釷（Th）的含量均低于5ppb級別，并經過進一步對粒度級配和晶體形貌進行調整。

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二、多面體類球單晶氧化鋁

傳統球形氧化鋁雖具有良好的填充性能，能提升聚合物的導熱性，但圓滑表面導致顆粒間接觸面積有限，熱阻較高。而近期開發的多面體單晶氧化鋁也擁有近似球形的結構，能在一定程度上維持較好的填充性，但與球形氧化鋁不同的是，其具有如下技術突破點：

1、單晶結構優勢：內部原子排列高度有序，幾乎無晶界、缺陷存在，聲子散射減少，平均自由程更高，熱導率更高；

2、棱角接觸拓寬導熱路徑：其表面是由14個晶面構成，形成類似“削切球體”的多面體結構，除了能在一定程度上維持較好的填充性和流動性，還能夠通過“面接觸”，而非球形顆粒“點點接觸”的方式構建導熱通路，顯著擴大了顆粒間的傳熱面積。

來源：圖片來源DIC株式會社

目前，國際上多面體類球氧化鋁的生產有DIC株式會社等，國內方面，近期萬里行拜訪企業樂遠化學也具備了量產能力，且性能已可性能對標日本同類產品，α相高達99%，同時具有Low-α射線、粒度集中等優點，可用于AI芯片封裝等發熱量大的應用場景。

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三、氧化鋁連續纖維

氧化鋁連續纖維是一種主要成分為氧化鋁的多晶無機連續纖維，具有卓越的熔點（＞2000℃）、低熱導率（1.5-2.0W/m·K）、高拉伸強度及耐化學腐蝕等特性，可滿足1200℃-1300℃左右高溫環境中長期服役的要求，通常作為復合材料增強體或隔熱材料在航空航天、半導體裝備、高溫爐襯等尖端領域具有很強的不可替代性，是一種高附加值的戰略性材料。不過過去，氧化鋁連續纖維的商業化生產技術一直掌控在美國3M公司等外國企業，而我國在該領域長期遭受“卡脖子”困境，導致我國在高端材料應用上受制于人。

近期，國裝新材料通過分子陶瓷法突破了元素固溶與晶界偏聚、晶粒吞并與溶解析出等關鍵問題，成功實現了自主制備莫綸996、莫綸857等氧化鋁連續纖維產品，性能對標美國3M Nextel 610、3M Nextel 610等，其中莫綸857在Air/1200℃保溫10小時，強度保留率仍可達93.7%。值得一提的是，國裝新材的這項氧化鋁連續纖維生產技術不僅規避了現行有機型陶瓷前驅體技術路線繁雜、陶瓷收率低、生產過程需用有機溶劑等局限，而且整個過程原料易得、環保便捷、易于普及、成本可控，在規模化制備上具有很大的應用前景。

國裝新材生產的氧化鋁連續纖維

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四、5N高純氧化鋁

5N級別高純氧化鋁的純度達到99.999%（5N）以上，具有良好的燒結性能以及普通氧化鋁粉體無法比擬的光、電、磁、熱和機械性能，是半導體晶圓加工、藍寶石晶體生長、高端透明陶瓷等領域的“材料門檻”。其核心價值在于“極致的雜質控制”——鈉（Na）、鉀（K）、鐵（Fe）等金屬雜質需降至ppm（百萬分之一）甚至ppb（十億分之一）級。

由于常規采用的改良拜耳法需要采用氫氧化鈉進行堿溶操作去除雜質，但同時也會導致鈉雜質殘留，因此一般難以生產5N級以上的高純氧化鋁，而以日本住友化學以及德國Sasol為代表的國外企業主要醇鋁水解（醇鋁法）的技術路線，多受高純鋁錠等原料桎梏，存在一定的生產壁壘。目前，從行業發展來看，國內高純氧化鋁市場存在中高端進口壟斷、低端飽和的現象，導致5N級高純氧化鋁的供給小于需求，因此高純氧化鋁替代進口，滿足國內市場需求將是發展趨勢。

當前，國內可生產5N級以上氧化鋁的企業包括天馬新材、晶瑞新材、上交賽孚爾、等

晶瑞新材：采用新型醇鋁法同樣以金屬鋁為原料，另經過獨有的均質和分離等工藝改良，純度可達5N，甚至6N，除此之外在分散性、晶型控制等方面也達到新高度，可用于激光晶體、PTFE添加劑、藍寶石晶體、鋰電池隔膜涂層等領域。

上交賽孚爾：該企業運用定向凝固法生產的6N超高純鋁錠作為為原材料，并對其進行活化，進而與去離子水發生水解反應，自主研發了性能可對標日本住友化學的4N5、5N5的高純氧化鋁，實現了國產自主替代。此外，上交賽孚爾還對工序進行了優化，使得脫水廢液回用率達到了100%，從鋁到氧化鋁的一次轉化率也由此提升了20%，焙燒時的耗電量比過去也減少了7.7%，用水量減少了15%，做到了節能環保的同時，原料利用率也大幅提高。

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粉體圈Corange整理