熱解氮化硼（PBN）是一種通過化學氣相沉積法（CVD）經高溫熱解反應制備獲得的六方氮化硼，其主要特點是純度非常高，可以達到99.99%以上。

這種先進材料具有優異性能，它在高溫、高真空條件下，由氨和硼的鹵化物反應沉積而成。既可以沉積成PBN薄板材料，經機械加工成各種片、環、桿等產品，也可以直接沉積成坩堝、舟等薄壁容器，還可以沉積成薄膜，通過涂層對其它材料進行改性。它與普通的熱壓氮化硼不同，不必經過傳統的熱壓燒結過程，不添加任何燒結劑，因此獲得的產品具有以下顯著特點：

（1）無毒、無味；

（2）高純度，純度＞99.999%；

（3）高絕緣，電阻率＞10E15Ω.CM；

（4）高導熱，并具有優異的各向異性；

（5）耐高溫，真空環境理論升華點＞2700℃；

（6）化學惰性，抗腐蝕；與大多數熔融金屬、半導體及其化合物不反應；

（7）抗熱震性能良好，2000℃投入水中未見裂紋；

（8）表面光滑，無氣孔，與大多數半導體熔體不濕潤。

PBN性能優異，但由于其制備過程復雜漫長、價格貴比黃金，前期僅應用于高純化合物半導體晶體生長和部分軍工器件等小眾領域。近年來，伴隨著PBN的技術進步和成本降低，并恰逢半導體行業的蓬勃發展，催生了更加豐富的市場需求，如新型光電顯示面板蒸鍍、太陽能薄膜蒸鍍、半導體分子束外延、半導體刻蝕等領域需求均實現快速增長。

分子束外延技術原理圖

注：分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，簡稱MBE）:它是在超高真空的條件下，把一定比例的構成晶體的各個組分和摻雜原子（分子）以一定的熱運動速度噴射到熱襯底表面來進行晶體生長的技術。熱解氮化硼用作生長晶體的坩堝，這種超高真空、高溫的環境對材料要求極為苛刻。

由于PBN制備技術門檻高，產品高端應用前期被國外壟斷，國內涉足這個領域的企業不多，其中山東國晶新材料有限公司是國內最早進行PBN沉積技術研發并實現產業化的企業之一，小編近期實地拜訪了該企業，并近距離參觀了熱解氮化硼CVD產線。

粉體圈總經理孫柯（左）、國晶總經理劉汝強、粉體圈編輯吉純（右）

山東國晶新材料有限公司成立于2011年，屬于山東禹王集團在新材料領域的產業布局，是一家集化學氣相沉積技術、單晶生長技術、碳/碳復合材料制備技術的研究、開發、生產為一體的高新企業，擁有山東省中日新型氮化硼制品熱解技術合作研究中心、特種陶瓷及復合材料工程實驗室兩大先進研發中心。

國晶的主要產品為熱解氮化硼、熱解石墨坩堝、碳化鉭、碳化硅、碳/碳復合材料產品等，廣泛地應用在半導體光電子、微電子、MBE、太陽能光伏、粉末冶金等眾多領域。國晶的主要生產設備均為自主設計制造，現有69條CVD和CVI生產線，產能和市場占有率均處于行業領先水平。

國晶熱解氮化硼產品實物圖

PBN板材與絕緣件

熱解氮化硼坩堝系列

國晶新材劉汝強總經理透露，十年前，PBN等產品全部需要進口，現如今在中國市場已看不到國外品牌的影子。國晶新材PBN的發展，代表著國產半導體精密陶瓷材料打破國外壟斷，奮力有為的一個縮影。

劉汝強還介紹，國晶新材軍工資質齊全，先后承擔了多個裝備預研和軍品配套項目，成功實現軍用PBN材料的國產化替代，并主持起草了《微波電子管用氮化硼陶瓷規范》國家軍用標準，打破了美國對我國軍用PBN材料的封鎖，為中國制空權、制海權的裝備發展和國防安全做出了貢獻。

國晶歷時10年的時間，長期投入、持續改進，目前技術業已成熟，達到了國內行業領先，擁有自主的知識產權和專有技術，并與中科院、國防科技大學、西北工業大學等國內多家科研單位建立了良好的合作關系。

劉汝強說，國晶新材新一階段的任務，就是著眼于半導體客戶需求，由提供材料向提供材料方案轉型，突破材料復合的技術，發揮材料特性，以更好地服務半導體行業，向著推動材料變革，引領行業進步的方向前進。

作為全球電子產品制造大國，我國半導體需求量穩步上升，已成為全球半導體市場增長的主要動力，而經過國家這幾年政策上的大力推行，目前半導體行業發展已進入快車道，一派欣欣向榮。而熱解氮化硼作為半導體產業鏈中不可或缺的特種新材料，乘著這場東風，無疑也正面臨著最佳的發展時機，國晶經多年的沉淀積累，始終走在技術開拓創新的前沿，也將繼續作為熱解氮化硼產業的領航者，為半導體產業的全面國產化提供一份中堅力量。

粉體圈 小吉