แพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง-กำหนดข้อกำหนดที่มีความต้องการอย่างมากสำหรับบรรจุภัณฑ์โมดูลพลังงาน: ชิปสร้างความร้อนจำนวนมาก โดยต้องใช้วัสดุพิมพ์ที่กระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงต้องการการจับคู่การขยายตัวทางความร้อนที่ดี และการสั่นสะเทือนและการกระแทกของยานพาหนะจำเป็นต้องมีความแข็งแรงทางกลที่เพียงพอ เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ตอบสนองทั้งสามเงื่อนไขพร้อมกันได้อย่างมีเอกลักษณ์ ในแง่ของการนำความร้อน โดยทั่วไปแล้วซับสเตรตซิลิคอนไนไตรด์เชิงพาณิชย์จะมีค่าประมาณ 60–90 W/(m·K) โดยมีเกรดประสิทธิภาพสูง-อยู่ที่ 90–120 W/(m·K) สำหรับการจับคู่ความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (ประมาณ. 3.2×10⁻⁶/ องศา ) อยู่ในแนวที่ดีกับชิปกำลัง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการแตกร้าวจากความเครียดจากความร้อนภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ในทางกลไก ซิลิคอนไนไตรด์มีความต้านทานแรงดัดงอมากกว่า 800 MPa และมีความเหนียวแตกหักประมาณ 7 MPa·m¹/² ทำให้สามารถทนทานต่อการสั่นสะเทือนของยานพาหนะและการหมุนเวียนของความร้อนที่รุนแรง ด้วยข้อได้เปรียบที่ครอบคลุม ซิลิคอนไนไตรด์จึงกลายเป็นวัสดุซับสเตรตหลักสำหรับสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าสูง-
สถานะอุตสาหกรรม
(1) ผง
ประสิทธิภาพของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ในท้ายที่สุดจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของผงต้นน้ำ ซิลิคอนไนไตรด์มีอยู่ในรูปแบบผลึกหลักสองรูปแบบ และ ในระหว่างการเผาผนึก เฟสจะเปลี่ยนเป็นเกรนเฟสที่ยาว - ซึ่งเป็นโครงสร้างจุลภาคที่ช่วยเพิ่มความทนทาน ดังนั้น ผงที่มีปริมาณเฟส-สูง มีความบริสุทธิ์สูง และการกระจายขนาดอนุภาคสม่ำเสมอจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ประสิทธิภาพสูง- ตามสถิติ ขนาดตลาดผงซิลิคอนไนไตรด์ทั่วโลกในปี 2568 อยู่ที่ประมาณ 580 ล้านหยวน โดยตลาดของจีนอยู่ที่ประมาณ 199 ล้านหยวน เนื่องจากยานพาหนะแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง-ได้รับความสนใจอย่างรวดเร็ว ความต้องการผงซิลิกอนไนไตรด์จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน อัตราการเจาะของแท่นไฟฟ้าแรงสูง- 800V ในตลาดรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนสูงถึง 18% และผงซิลิกอนไนไตรด์ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับบรรจุภัณฑ์โมดูลพลังงาน SiC กำลังเห็นความต้องการที่เพิ่มขึ้น ในภาคส่วนผง Sinoma Advanced Materials ได้เปิดตัวโครงการผงซิลิคอนไนไตรด์ประสิทธิภาพสูง 2,000-ตัน- และเป็นผู้นำในการกำหนดมาตรฐานระดับชาติสำหรับพื้นผิวเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ (GB/T 45767-2025) โดยครองส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลก 20% ซึ่งอยู่ในอันดับต้นๆ ของโลก วัสดุใหม่ Jiangxi Silicon Nitride ผลิตได้ประมาณ 5 ตันต่อเดือน โดยสั่งจองได้จนถึงเดือนตุลาคม 2569 "เทคโนโลยีผงซิลิกอนไนไตรด์คุณภาพสูงในการสังเคราะห์การเผาไหม้" จากสถาบันเทคนิคฟิสิกส์และเคมี สถาบันวิทยาศาสตร์จีน ได้ผ่านการประเมิน โดยมีความบริสุทธิ์ 99.5% และปริมาณเฟสมากกว่า 93% โดยมีกำลังการผลิตนำร่อง 20 ตันต่อปี อุตสาหกรรมผงซิลิกอนไนไตรด์อยู่ในขั้นตอนสำคัญของการเปลี่ยนจากการใช้ในประเทศไปสู่ความเป็นเลิศในระดับสากล
(2) พื้นผิว
หลังจากการเผาผนึก ผงจะกลายเป็นพื้นผิวเซรามิก ซึ่งต้องใช้กระบวนการเชื่อมด้วยทองแดงสำหรับบรรจุภัณฑ์โมดูลพลังงาน เทคโนโลยีกระแสหลักในปัจจุบันคือ Active Metal Brazing (AMB) เมื่อเปรียบเทียบกับ Direct Bonded Copper (DBC) แบบดั้งเดิม AMB มีความแข็งแรงในการยึดเกาะพื้นผิวที่สูงกว่าและการนำความร้อนได้ดีกว่า ตอบสนองความต้องการของไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟฟ้าสูง
(3) การใช้งานด้านยานยนต์
ในด้านการใช้งานยานยนต์ขั้นปลาย บีวายดีได้เผยแพร่สิทธิบัตรระหว่างประเทศ (PCT/CN2025/115332) ที่เกี่ยวข้องกับเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2569 โดยนำไปใช้กับห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ของบริษัท แบบจำลองของพวกเขาได้นำโซลูชันบรรจุภัณฑ์ซับสเตรต AMB ของซิลิคอนไนไตรด์มาใช้ ข้อมูลการทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงของอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ซับสเตรต AMB ของซิลิคอนไนไตรด์ ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวเนื่องจากความร้อนของอินเวอร์เตอร์ไดรฟ์หลักลดลงจาก 12% เป็น 0.3% และระยะการขับขี่ของยานพาหนะเพิ่มขึ้น 5%–8% ตั้งแต่ผงจนถึงสารตั้งต้นไปจนถึงผู้ผลิตยานยนต์ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดกำลังเข้าสู่ช่วงของการเติบโตแบบเร่งตัว