SiN市場值得持續(xù)投資

作為安裝在電動汽車等功率半導(dǎo)體模塊上的絕緣基板，氮化硅（SiN）基板的市場正在火熱發(fā)展。電動汽車內(nèi)部軸承的需求正在迅速增加，相關(guān)公司也在應(yīng)對產(chǎn)量的增加。

SiN產(chǎn)品的導(dǎo)熱性不如傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體模塊所采用的氧化鋁（AL）和氮化鋁（AlN），但它非常堅韌，既使施加諸如振動或功率循環(huán)等急劇的負(fù)荷的情況下，它也具有優(yōu)異的長期可靠性。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已被確立為全標(biāo)準(zhǔn)電動汽車電源模塊的絕緣基底。

供應(yīng)鏈的重點是日資企業(yè)。原材料中有DENKA和Ube，但日本精細(xì)陶瓷的存在也引起了人們的注意，日本精細(xì)陶瓷已經(jīng)建立了自己的制造方法。在公司供應(yīng)商中，以東芝材料為基礎(chǔ)的日資企業(yè)，如專業(yè)金屬（舊日立金屬）、ferrotech和MARUWA等等日資企業(yè)都得到了認(rèn)可，在企業(yè)中得到了一席之地。目前，主要帶動sin市場的包括基板和球產(chǎn)品。只要同比增長率（產(chǎn)量基數(shù)）預(yù)計在30%左右，業(yè)界有關(guān)人員將會致力于提高產(chǎn)能。

22年的EV生產(chǎn)在市場上達到1000萬臺，今后銷售如果順利增長的話，市場預(yù)計26年內(nèi)增長到2500萬臺。EV代替發(fā)動機，通過馬達驅(qū)動來控制“行駛”、“彎曲”、“停止”的基本功能，在該控制系統(tǒng)部門，可以說是心臟部位的是功率半導(dǎo)體模塊?，F(xiàn)在，硅的IGBT模塊是主導(dǎo)因素，不過，作為開關(guān)速度和高效芯片而備受關(guān)注的SiC器件正在開始上市，據(jù)說今后代替硅。如果為SiC，則該絕緣電路基板的高可靠性的SiN基板更有利。因此，SiN產(chǎn)品的供應(yīng)商們都正式進行了增產(chǎn)投資。

除了基板，球也推動需求擴大

在SiN基板市場占有率最高的東芝材料，在橫濱以及大分工廠提高了SiN基板的生產(chǎn)能力。到22年度為止，工廠大樓（大分）投入100億日元用來提高生產(chǎn)能力，預(yù)計24年將全部運營。為了適應(yīng)從白板到電路形成等各種各樣的顧客需求，準(zhǔn)備了材料的混合～燒結(jié)、蝕刻的電路形成等一系列的制造工序。如果全運轉(zhuǎn)的話，比現(xiàn)有的生產(chǎn)能力增加一倍。

另外，軸承球的用途和需求也在擴大，因此在大分工廠內(nèi)新設(shè)SiN球的第2生產(chǎn)基地。相關(guān)投資額為70億日元，預(yù)計26年1月開始生產(chǎn)。

在EV電動汽車中，電機軸承金屬球的腐蝕被認(rèn)為是一個問題，sin球有望成為良策。該公司，22年在總社工廠（橫濱市磯子區(qū)）內(nèi)實施著面向EV用的軸承球的增產(chǎn)投資，在旺盛的需求前決定追加投資。在全面運營中，包括總部在內(nèi)的生產(chǎn)能力預(yù)計將在本財年擴大到2022年的2.5倍。

23年專業(yè)金屬（原日立金屬）也宣布投資增加sin基板。在現(xiàn)有的工廠proteralferite電子（舊日立鐵氧體電子，鳥取市南尾町）加強了生產(chǎn)系統(tǒng)。相關(guān)投資額預(yù)計為100億日元，目標(biāo)是在23年下半年開始投入使用。預(yù)計增強后的產(chǎn)能將比21年度增加約2倍。SiN的電燒成爐以及通過蝕刻加工的電路形成、銅板的貼合工序等，預(yù)計將構(gòu)筑從白板開始生產(chǎn)。

Ferrotech控股公司還將在馬來西亞建造了一座新工廠，以增加功率半導(dǎo)體的絕緣散熱器。投資金額預(yù)計約為7億元人民幣（約合140億日元）。它的目標(biāo)是9月24日開工。

該公司是集團公司的一家高科技功率半導(dǎo)體公司，主要開發(fā)DCB板和AMB板作為功率半導(dǎo)體的絕緣基板。它在中國、上海和東臺生產(chǎn)。馬來西亞新工廠預(yù)計DCB基板月產(chǎn)30萬張，包含SiN基板等的AMB基板月產(chǎn)20萬張。

日本精細(xì)陶瓷（Japan Fine ceramics）是日經(jīng)控股有限公司的100%投資公司，正在從事開發(fā)高功能陶瓷元件等，以擴大半導(dǎo)體制造設(shè)備用SiC等嵌入式部件和sin絕緣散熱器業(yè)務(wù)。

該公司的SiN在原料中使用金屬硅這一點上與現(xiàn)有的SiN基板不同。因為材料在世界各地都很豐富，并且比現(xiàn)有產(chǎn)品更容易采購原材料，可以為供應(yīng)鏈的穩(wěn)定做出貢獻。

該公司一直致力于利用先進工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所的反應(yīng)燒結(jié)法來開發(fā)和建立制造方法。在實驗室水平上成功地制造了接近理論值（200W/mK）的170W/mK，大大高于傳統(tǒng)SiN的熱導(dǎo)率。

目前，90w/MK級的導(dǎo)熱系數(shù)可以在大規(guī)模生產(chǎn)水平上穩(wěn)定生產(chǎn)，0.32mm和0.25mm厚的產(chǎn)品被運往汽車動力模塊。一種熱導(dǎo)率從1.2倍提高到1.4倍的產(chǎn)品正在開發(fā)中，主要以白板為中心進行外銷。

該公司還計劃擴大生產(chǎn)能力，以應(yīng)對旺盛的需求。首先，增強用于更高精度地加工半導(dǎo)體制造裝置用的陶瓷制品以及MMC部件的制造線。另一方面，sin基板在富谷工廠的4樓建造，以開發(fā)大規(guī)模生產(chǎn)線陶瓷相關(guān)產(chǎn)品將在25年夏天左右擴大到原來的2～3倍（數(shù)量基準(zhǔn)）。

并且，以23年12月為目標(biāo)，在宮城縣富谷市內(nèi)新的土地（占地12萬5000平方米）并計劃于24年1月開始建設(shè)新工廠。在第一階段，提供用于半導(dǎo)體制造設(shè)備的陶瓷元件的大規(guī)模生產(chǎn)基地，預(yù)計將在24年內(nèi)投入使用。在第2階段，SiN基板的量產(chǎn)工廠也將在25年內(nèi)建設(shè)。此次的一連串的關(guān)聯(lián)投資額預(yù)計消耗100億日元。

此外，F(xiàn)J復(fù)合材料進入成熟期。23年內(nèi)，北海道千歲市成立了一家新工廠（第四工廠）。此外，從中長期發(fā)展來看，第五工廠的建設(shè)也在考慮范圍內(nèi)。不久前北海道長沼町的前西稻荷沼小學(xué)舊址被新收購為工廠舊址。

第四家工廠的廠址于6月被收購，并對現(xiàn)有建筑進行了改造，并預(yù)計在23年內(nèi)運營。該工廠計劃大規(guī)模生產(chǎn)用于功率模塊的陶瓷絕緣電路板的sin基板。

sin基板的大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)建立，作為電動汽車應(yīng)用電源模塊的絕緣基板。通常，在與Cu板結(jié)合時通過釬焊（AMB）進行，但使用濺射擴散結(jié)合到sin基板的核心和圖案形成，可以一致地產(chǎn)生最終的高可靠性接頭，以實現(xiàn)零空隙。

上游的原料生產(chǎn)商也開始增產(chǎn)

SiN原料的最大公司丹卡決定在大牟田工廠追加投資SiN原料。對23年上半期開始運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備，將進一步增加約1.5倍的增產(chǎn)投資。目標(biāo)25年開始運轉(zhuǎn)。

除了對安裝在電動汽車中的逆變器使用的散熱板的需求迅速增加外，從傳統(tǒng)金屬材料到陶瓷的轉(zhuǎn)換已被推進，作為電機軸承使用的防腐措施，該板制造商也進行了大力投資。

該公司，作為散熱基板和電動機/風(fēng)力發(fā)電的軸承用的軸承素材，面向一般產(chǎn)業(yè)用途有5成的份額的首位供應(yīng)商。通過這次的能力增強，在持續(xù)旺盛需求的車載等方面確保穩(wěn)定供給。

而且UBE也將在宇部化學(xué)工廠（山口縣宇部市）內(nèi)著手SiN制造設(shè)備的增產(chǎn)投資。新大樓的建設(shè)從23年7月開始，目標(biāo)是在25財年下半年投入運營。預(yù)計產(chǎn)能約為現(xiàn)在的1.5倍。

該公司的sin原料的特點是采用原酰亞胺熱解法生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)粉末，顆粒尺寸小，雜質(zhì)少。由于可以控制微觀結(jié)構(gòu)，所以可以獲得高燒結(jié)體特性。自1986年創(chuàng)業(yè)以來，它已被用于汽車、飛機、電子設(shè)備、機床等各種零部件，與國內(nèi)外陶瓷制造商的交易正在擴大。