伴随着5G通信、人工智能和新能源汽车行业的蓬勃发展,亚微米级球形氧化铝和氧化硅作为半导体封装、导热材料的关键基础材料,其市场需求正呈现爆发式增长。长期以来,这类高端粉体材料的生产技术被日本等国际企业垄断,成为国内半导体产业发展的一大瓶颈。
直燃法技术作为一种先进的球形粉体制备工艺,在全球范围内仅有少数企业掌握。根据行业资料,苏州三锐佰德公司是全球唯二、国内唯一拥有直燃法制备亚微米超细球形氧化铝/硅粉体材料生产全套技术的企业。
东莞市中墒新材料有限公司在这一领域也取得了突破性进展。
直燃法,又称VMC(爆燃法)技术,通过金属硅粉直接与氧气反应,制备出纯度较高、粒度小、粒径分布相对可控的二氧化硅微球。
与传统的火焰熔融法相比,直燃法生产的产品在纯度和粒径分布方面具有明显优势。
中墒新材料开发的直燃燃爆技术能够在瞬间产生超高温,使前驱体物质发生快速化学反应并凝聚成球,形成表面光滑、粒径均匀的球形颗粒。
这种极快的冷却和成型过程使得颗粒生长没有择优取向,从而生成完整的球形颗粒。
中墒新材料的直燃燃爆球形氧化铝和氧化硅产品主要以亚微米及纳米级材料为主,具有高球形度、窄粒径分布和高纯度的显著特点。
以主流规格的0.5微米(500纳米)和0.2微米(200纳米)产品为例,这些微小球形颗粒在电子材料中展示出卓越的性能。
球形氧化铝具备优异的导热性,作为功能性填料可显著提高复合材料的导热性能,广泛应用于导热硅胶、导热塑料和导热膏等热管理材料中。
球形氧化硅则具有高耐热、高绝缘、高填充量、低膨胀、低介电常数等优越性能,是集成电路封装、IC基板等领域的核心材料。
这些材料通过精准的粒径和孔径控制技术,能够满足新能源电池、电子材料、高端阻燃材料、5G通讯及生物医疗等高端领域的技术需求。
随着全球半导体产业向中国转移,中国对球形氧化铝和氧化硅等高端粉体材料的应用需求日益旺盛。
根据市场研究报告,未来几年球形氧化铝粉行业将保持稳定增长态势。
全球微米级氧化铝粉市场销售额预计到2031年将达到64.7亿元,年复合增长率为4.3%(2025-2031)。
这一增长主要受到锂电池、电子封装和功能材料等领域需求的驱动。
在高端电子封装领域,Low-α射线球形氧化铝的市场需求增长尤为显著。
这类产品需要将放射性元素铀和钍的含量降至ppb级别,技术壁垒高,工艺难度大。
日企雅都玛公司作为全球Low-α射线球形氧化铝的代表企业,采取VMC法的工艺路线首次实现了Low-α射线球形氧化铝的产业化。
中墒新材料瞄准这一高端市场,积极布局Low-α射线球形氧化铝产品的研发与生产。
中墒新材料在直燃法球形粉体材料领域的突破具有显著的研发价值和示范意义。
从技术层面看,直燃法制备亚微米球形粉体技术属于国内空白、国际领先的技术范畴。
国内高纯超细球形硅微粉的研发及产业化起步较晚,爆燃法制备超细球形硅微粉技术在国内尚属于研究探索阶段。
中墒新材料的技术突破,极大地提升了我国硅微粉行业的加工技术水平,进而提高了我国硅微粉高端市场的国际竞争力。
从产业链安全角度,直燃法球形氧化铝/硅产品的国产化,有效解决了国内半导体产业链的“卡脖子”问题。
过去,国内第三代半导体封装载板及5G通讯用高频高速覆铜板、芯片封装胶所使用的高纯超细球形硅微粉一度100%依赖进口。
中墒新材料的产品开发成功,打破了国外对高纯超细球形硅微粉加工技术和产品的限制。
从应用生态角度,中墒新材料开发的球形粉体材料已广泛应用于先进半导体封装用环氧树脂模塑料、覆铜板、导热等高技术领域。
这些材料对提升国内半导体产品的性能与可靠性具有重要战略价值。
面对市场需求增长,中墒新材料正积极扩大产能,提升产品性能。在技术创新方面,中墒新材料致力于进一步优化直燃法工艺,开发更小粒径、更窄分布和高纯度的球形粉体产品。
特别是针对半导体封装所需的Low-α射线球形氧化铝,公司正加大研发力度,力求在这一高技术壁垒领域实现突破。
从行业趋势看,5G通信、新能源汽车和航空航天等领域对高端球形粉体材料的需求将持续增长。
日铁Chemical & Material公司已开发出球状结晶质二氧化硅,与传统的非晶质球形二氧化硅相比,刚性提高,热传导性提高10倍,介电损耗减少至十分之一。
这一技术方向也为中墒新材料的后续研发提供了参考。