覆铜陶瓷基板项目投产验证,功率电路底层材料实现自主量产突破
近日,江丰同芯半导体位于无锡智能制造产业园的覆铜陶瓷基板(DBC/AMB)生产线产出首批合格产品,项目正式进入投产验证阶段,总投资 5 亿元的陶瓷基板产线全部达产后,可实现年产 720 万片功率电路核心基板产能,补齐第三代半导体功率模块的关键材料短板,助力新能源车、特高压、储能大功率电子电路国产化落地。覆铜陶瓷基板是 IGBT、SiC MOSFET 等功率器件封装必不可少的载体电路基材,承担芯片绝缘、导热、电路导电三重核心功能,被称作功率半导体的 “电路底板”。在新能源汽车 800V 高压平台、大型电化学储能电站、轨道交通变流器、工业变频器等大功率设备中,陶瓷基板的热导率、热匹配性直接决定功率电路长期运行可靠性,长期以来高端 AMB 活性金属钎焊陶瓷基板市场被海外企业垄断,国内厂商多集中生产低端氧化铝 DBC 基板,高端产品高度依赖进口。
本次落地的无锡产线,建成国内自主设计、对标国际水准的第三代陶瓷基板智能化生产线,同步掌握 DBC 常规工艺与高端 AMB 钎焊两大核心技术。DBC 基板凭借成本优势适配中低压工业功率电路、普通车载电源模块;AMB 基板热稳定性、耐高温能力更强,适配碳化硅高频功率器件、高压储能变流器等高端场景。目前宁波原有基地月产 16 万片陶瓷基板,叠加无锡新线产能释放,企业整体供货能力大幅提升,现阶段样品已通过多家功率器件厂商可靠性测试,进入小批量送样阶段。在功率电路整体升级趋势下,碳化硅器件渗透率逐年攀升,SiC 模块对 AMB 陶瓷基板需求快速上涨,8 英寸功率晶圆代工价格年内上调 5%~20%,上游基板材料同步进入量价齐升周期。
车载功率电路是陶瓷基板最大应用市场,当前新能源车电控、OBC 车载充电机、DC-DC 升压电路全部需要陶瓷基板承载功率芯片。比亚迪、斯达半导、士兰微等国内功率模块厂商不断扩产车规级 SiC 器件,倒逼上游陶瓷基板本土化配套。辰致集团此前研发出 PCB 嵌入式功率模块技术,将 SiC 芯片嵌入 PCB 电路内部,把功率回路杂散电感下降 75%,两种基板方案形成互补,分别适配不同功率等级电路设计需求,丰富国内功率电路集成方案路线。同时捷捷微电高端光耦产线实现月产 30kk 产能,光耦隔离电路搭配陶瓷基板功率模块,完善储能系统整套电路配套体系,国内大功率电路产业链配套完整性持续提升。
生产工艺层面,陶瓷基板生产涉及陶瓷生瓷烧制、铜箔高温烧结、界面钎焊、无损检测等多道精密工序,工艺窗口窄、良品率管控难度极高。该产线配置全自动真空烧结炉、高精度界面检测设备、热循环可靠性试验机,建立从陶瓷粉体原料到成品出厂的全流程质控体系,解决陶瓷与铜材热膨胀系数不匹配、界面分层开裂等行业常见痛点。从成本维度分析,本土化量产之后,陶瓷基板采购价格相比进口产品可下降 20% 以上,同时交付周期由原先 3 个月缩短至 20 天以内,大幅降低国内功率模块企业的原材料备货压力。
全球功率半导体市场规模持续扩容,海外英飞凌、安森美逐步收紧国内高端基板供货配额,供应链不确定性加剧。本次本土陶瓷基板产线落地验证,打通了 “晶圆制造 — 功率芯片封装 — 陶瓷基板载体 —PCB 主控电路” 整条功率电子链条。后续企业将依托现有产线积累工艺数据,持续优化高导热氮化铝陶瓷基板配方,攻关超高功率密度电路专用基板产品。随着上游材料自主化不断落地,我国高压功率电子电路产业将逐步摆脱外部材料约束,支撑新能源电力、新能源汽车两大万亿级赛道高质量发展。