IGBT高導(dǎo)熱材料的特性及其在現(xiàn)代散熱技術(shù)中的應(yīng)用
隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為一種重要的功率半導(dǎo)體器件，在能源轉(zhuǎn)換、電機(jī)控制、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，IGBT在工作過程中會產(chǎn)生大量熱量，若無法及時有效地散出，將嚴(yán)重影響其性能和壽命。因此，研究IGBT高導(dǎo)熱材料及散熱技術(shù)至關(guān)重要。
在眾多散熱材料中，導(dǎo)熱硅脂和相變導(dǎo)熱材料以其獨特的性能在IGBT散熱領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。導(dǎo)熱硅脂，也被業(yè)內(nèi)熟知為散熱膏，是一種以有機(jī)硅酮為主體的膏狀復(fù)合物。它的出色表現(xiàn)得益于其低接觸熱阻和良好的表面潤濕性，這使得它能夠緊密貼合在IGBT模塊表面，有效降低熱阻，提高散熱效率。此外，導(dǎo)熱硅脂還具備耐高低溫、耐水、耐臭氧和耐氣候老化的特性，保證了在各種惡劣環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。
而相變導(dǎo)熱材料則以其獨特的相變特性在IGBT高導(dǎo)熱材料領(lǐng)域嶄露頭角。這種材料在室溫下呈現(xiàn)為固體狀態(tài)，便于清潔和處理，可以堅固地附著在散熱片或器件表面。當(dāng)達(dá)到器件工作溫度時，相變材料會發(fā)生軟化，并在壓緊力的作用下像熱滑脂一樣流動，從而完全填充界面氣隙和器件與散熱片間的空隙。這種特性不僅提高了散熱效率，還使得相變導(dǎo)熱材料在運(yùn)輸和安裝過程中更加便捷。
在實際應(yīng)用中，導(dǎo)熱硅脂和相變導(dǎo)熱材料的選擇需根據(jù)具體的IGBT模塊和使用環(huán)境來確定。對于需要長期在高溫環(huán)境下工作的IGBT模塊，導(dǎo)熱硅脂因其耐高低溫的特性可能更為合適。而對于需要頻繁運(yùn)輸和安裝的場合，相變導(dǎo)熱材料則因其便于攜帶和使用的特點而更具優(yōu)勢。
隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，IGBT高導(dǎo)熱材料的研究和應(yīng)用對于提高電力電子設(shè)備的性能和可靠性具有重要意義。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的新計算時代的發(fā)展，對半導(dǎo)體器件的需求日益增長，同時也催生了市場對半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時代的來臨，汽車電動化進(jìn)程拉動IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，預(yù)計2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長率為23%，預(yù)計2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，中國大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國、中國臺灣向中國大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計半導(dǎo)體市場增長將持續(xù)帶動半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
