伴隨著5G通信、人工智能和新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展,亞微米級球形氧化鋁和氧化硅作為半導體封裝、導熱材料的關(guān)鍵基礎材料,其市場需求正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。長期以來,這類高端粉體材料的生產(chǎn)技術(shù)被日本等國際企業(yè)壟斷,成為國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。
直燃法技術(shù)作為一種先進的球形粉體制備工藝,在全球范圍內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)掌握。根據(jù)行業(yè)資料,蘇州三銳佰德公司是全球唯二、國內(nèi)唯一擁有直燃法制備亞微米超細球形氧化鋁/硅粉體材料生產(chǎn)全套技術(shù)的企業(yè)。
東莞市中墑新材料有限公司在這一領域也取得了突破性進展。
直燃法,又稱VMC(爆燃法)技術(shù),通過金屬硅粉直接與氧氣反應,制備出純度較高、粒度小、粒徑分布相對可控的二氧化硅微球。
與傳統(tǒng)的火焰熔融法相比,直燃法生產(chǎn)的產(chǎn)品在純度和粒徑分布方面具有明顯優(yōu)勢。
中墑新材料開發(fā)的直燃燃爆技術(shù)能夠在瞬間產(chǎn)生超高溫,使前驅(qū)體物質(zhì)發(fā)生快速化學反應并凝聚成球,形成表面光滑、粒徑均勻的球形顆粒。
這種極快的冷卻和成型過程使得顆粒生長沒有擇優(yōu)取向,從而生成完整的球形顆粒。
中墑新材料的直燃燃爆球形氧化鋁和氧化硅產(chǎn)品主要以亞微米及納米級材料為主,具有高球形度、窄粒徑分布和高純度的顯著特點。
以主流規(guī)格的0.5微米(500納米)和0.2微米(200納米)產(chǎn)品為例,這些微小球形顆粒在電子材料中展示出卓越的性能。
球形氧化鋁具備優(yōu)異的導熱性,作為功能性填料可顯著提高復合材料的導熱性能,廣泛應用于導熱硅膠、導熱塑料和導熱膏等熱管理材料中。
球形氧化硅則具有高耐熱、高絕緣、高填充量、低膨脹、低介電常數(shù)等優(yōu)越性能,是集成電路封裝、IC基板等領域的核心材料。
這些材料通過精準的粒徑和孔徑控制技術(shù),能夠滿足新能源電池、電子材料、高端阻燃材料、5G通訊及生物醫(yī)療等高端領域的技術(shù)需求。
隨著全球半導體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移,中國對球形氧化鋁和氧化硅等高端粉體材料的應用需求日益旺盛。
根據(jù)市場研究報告,未來幾年球形氧化鋁粉行業(yè)將保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。
全球微米級氧化鋁粉市場銷售額預計到2031年將達到64.7億元,年復合增長率為4.3%(2025-2031)。
這一增長主要受到鋰電池、電子封裝和功能材料等領域需求的驅(qū)動。
在高端電子封裝領域,Low-α射線球形氧化鋁的市場需求增長尤為顯著。
這類產(chǎn)品需要將放射性元素鈾和釷的含量降至ppb級別,技術(shù)壁壘高,工藝難度大。
日企雅都瑪公司作為全球Low-α射線球形氧化鋁的代表企業(yè),采取VMC法的工藝路線首次實現(xiàn)了Low-α射線球形氧化鋁的產(chǎn)業(yè)化。
中墑新材料瞄準這一高端市場,積極布局Low-α射線球形氧化鋁產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。
中墑新材料在直燃法球形粉體材料領域的突破具有顯著的研發(fā)價值和示范意義。
從技術(shù)層面看,直燃法制備亞微米球形粉體技術(shù)屬于國內(nèi)空白、國際領先的技術(shù)范疇。
國內(nèi)高純超細球形硅微粉的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化起步較晚,爆燃法制備超細球形硅微粉技術(shù)在國內(nèi)尚屬于研究探索階段。
中墑新材料的技術(shù)突破,極大地提升了我國硅微粉行業(yè)的加工技術(shù)水平,進而提高了我國硅微粉高端市場的國際競爭力。
從產(chǎn)業(yè)鏈安全角度,直燃法球形氧化鋁/硅產(chǎn)品的國產(chǎn)化,有效解決了國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的“卡脖子”問題。
過去,國內(nèi)第三代半導體封裝載板及5G通訊用高頻高速覆銅板、芯片封裝膠所使用的高純超細球形硅微粉一度100%依賴進口。
中墑新材料的產(chǎn)品開發(fā)成功,打破了國外對高純超細球形硅微粉加工技術(shù)和產(chǎn)品的限制。
從應用生態(tài)角度,中墑新材料開發(fā)的球形粉體材料已廣泛應用于先進半導體封裝用環(huán)氧樹脂模塑料、覆銅板、導熱等高技術(shù)領域。
這些材料對提升國內(nèi)半導體產(chǎn)品的性能與可靠性具有重要戰(zhàn)略價值。
面對市場需求增長,中墑新材料正積極擴大產(chǎn)能,提升產(chǎn)品性能。在技術(shù)創(chuàng)新方面,中墑新材料致力于進一步優(yōu)化直燃法工藝,開發(fā)更小粒徑、更窄分布和高純度的球形粉體產(chǎn)品。
特別是針對半導體封裝所需的Low-α射線球形氧化鋁,公司正加大研發(fā)力度,力求在這一高技術(shù)壁壘領域?qū)崿F(xiàn)突破。
從行業(yè)趨勢看,5G通信、新能源汽車和航空航天等領域?qū)Ω叨饲蛐畏垠w材料的需求將持續(xù)增長。
日鐵Chemical & Material公司已開發(fā)出球狀結(jié)晶質(zhì)二氧化硅,與傳統(tǒng)的非晶質(zhì)球形二氧化硅相比,剛性提高,熱傳導性提高10倍,介電損耗減少至十分之一。
這一技術(shù)方向也為中墑新材料的后續(xù)研發(fā)提供了參考。