先艺电子：3大优势赋能SiC模块封装，AMB陶瓷基板国产替代大势所趋

在IGBT/SiC功率模块中，承载芯片的陶瓷基板同时承担着机械支撑、导电电路、散热等多重作用，AMB陶瓷基板凭借显著的性能优势，在诸多高可靠性要求的应用领域正逐渐替代DBC陶瓷基板，成为航空航天、新能源汽车、工业应用等领域的核心材料，发展前景受人瞩目。

针对AMB陶瓷基板的发展趋势及竞争格局，“行家说三代半” 在PCIMAsia 2024展中重点采访了先艺电子等众多企业，深入了解了他们在AMB陶瓷基板领域的最新技术进展、产品创新以及市场战略。

行家说三代半：能否简单介绍一下本次展会的重点产品？

先艺电子：本次展会，先艺电子集中展示了AMB陶瓷覆铜板、高洁净焊片、低空洞率焊膏、纳米银膏等功率半导体封装材料。其中，活性金属钎焊（AMB）陶瓷覆铜板具有铜层厚、载流能力强、导热性能好、抗温度冲击性能好可靠性高的优势，通常作为高压、大功率器件封装用基板，尤其匹配第三代半导体SiC功率器件的封装需求，广泛应用于新能源汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域。

行家说三代半：对于AMB陶瓷载板而言，氮化硅和氮化铝这两种材料基质有何不同？

先艺电子：就材料性质而言，氮化硅与氮化铝的差别主要体现在两大方面：

首先是热导率的差异；氮化硅的热导率≥80W/m·K，而氮化铝的热导率≥170W/m·K，是氮化硅的两倍多。其次是力学性能的差异，氮化硅的强度和韧性大大优于氮化铝，一般情况下氮化硅AMB的冷热冲击寿命能达到5000次以上，而氮化铝仅在百次左右，两者之间有着数量级的差距。

在选择AMB陶瓷载板基底时，需要考虑其在不同环境下的性能表现：

如果应用环境严苛，长时间在高低温频繁循环和承受外界机械应力冲击的环境中，对服役寿命要求较高，客户更趋向选择稳定性更好、可靠性更高的氮化硅以保持其结构和功能的稳定性。另一方面，如果应用场景条件稳定，温度变化并不剧烈，对散热要求又较高，客户会选择导热性更好的氮化铝材料确保芯片结温能维持在合适温度充分发挥芯片性能。

另外，对于超高压应用，对陶瓷的耐压能力要求高，一般也会选择较厚的氮化铝陶瓷，而氮化硅通常做得较薄以确保散热能力，相应的耐压上限会低一些。

行家说三代半：请问贵公司推出的氮化硅/氮化铝AMB陶瓷基板具有哪些优势？

先艺电子：我们的氮化硅/氮化铝AMB陶瓷基板工艺及产品，主要有三大优势：

一是自主研发活性焊料技术；在AMB技术领域，活性焊料是核心材料之一，相比其他企业，尽管我们的AMB产品推向市场仅有两三年，但我们自主研发活性焊料已经长达七八年，在该领域具有独特的竞争优势；

二是拥有低空洞率的陶瓷/铜钎焊技术；我们自主开发关键的钎焊设备及配套钎焊工艺，进一步确保了AMB产品的高质量，可以达到零空洞。

三是对烧结曲线和材料特性掌握度高，具备全流程的图案化AMB基板生产线；这使得我们产品内应力小、可靠性高，同时能够实现高效率生产和快交付，能够为客户提供成本低效益高的解决方案，满足他们大规模应用的需求。

行家说三代半：针对IGBT/SiC功率模块，贵公司取得了哪些合作、应用进展？

先艺电子：我们覆盖的客户群体比较广，目前已采用AMB陶瓷基板的客户已有百余家，还有数十家客户正处于送样验证中，未来先艺电子也将持续开拓更广阔的客户群体及应用领域。

行家说三代半：与其它类型陶瓷基板相比，您认为用于主驱级功率模块的陶瓷基板有何不同？

先艺电子：目前汽车主驱级功率模块除了要考虑散热外，还要考虑汽车在工作过程中产生的机械应力如振动、冲击等，所以一般倾向于采用机械强度更好，韧性强度更高的氮化硅AMB陶瓷基板，当然，在新能源汽车应用里面，不同的陶瓷包括氮化铝、氧化铝或者增强型的氧化铝都有应用，具体看应用位置和客户需求。

行家说三代半：如今氮化硅-AMB陶瓷基板已经导入新能源汽车应用，您认为氮化硅-AMB陶瓷基板在新能源汽车市场的渗透率将如何变化？

先艺电子：目前来看，氮化硅-AMB陶瓷基板还在前期发展阶段，受限于较高的价格，在新能源汽车市场的渗透率不会太高，目前只在中高端车型的关键器件中有所应用。但随着工艺逐渐成熟、生产成本下降，渗透率势必会逐步提高。

行家说三代半：与海外主流厂商相比，您认为国内陶瓷基板厂商会面临哪些机遇和挑战？未来AMB与DBC陶瓷基板的竞争局面将会如何演变？

先艺电子：近期来看，市场端整体经济大环境收缩，新的订单需求还没有进来，导致市场增长有所放缓，产品端新能源汽车对可靠性的要求非常高，验证周期长，国外企业介入的时间点要比国内早很多，技术发展更成熟，基于风险管控考虑，目前后端封装仍以采用进口的基板材料为主。

但从长期来看，国产化替代是大趋势，因为随着政策支持、生产需求等驱动因素，国产化基板的成本优势及技术优势正逐渐显露，客户对于国产AMB陶瓷基板的接受度将逐渐提高，但是，部分国内厂商还存在量产瓶颈，还需要较长时间去改良。

另一方面，DBC陶瓷基板虽然具有成本低等优点，但其冷热冲击寿命差，导热率较低，随着高功率、高性能的应用需求越来越多，AMB陶瓷基板势必会逐渐替代DBC陶瓷基板，成为汽车电子、工业应用等领域的主流产品。

行家说三代半：针对陶瓷基板的技术研发及生产应用，贵公司有哪些发展规划？

先艺电子：在技术研发方面，性能提升、质量保证、降本增效是持续要做的事情，先艺电子研发团队具有深厚的工艺经验，不仅可以为客户提供优质产品，还可以根据其应用难题提供解决方案，这是先艺电子的核心优势之一。

粤港澳大湾区先艺电子科创园项目效果图

在产能规划方面，我们在广州市番禺区建设了一个科创园，现有工厂面积是四千平方米左右，未来将扩充至6万平方米，产线将从两至三条增加到数十条。此外，我们的AMB陶瓷覆铜基板从活性钎焊料制作、超低空洞烧结装备和工艺到精密线路蚀刻等核心技术都是独立研发，自主自控，具有全制程工艺掌控和快速交付等产业优势。

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