燒結銀，99.99%的人真的不懂？

燒結銀是一種通過納米銀顆粒低溫燒結技術制備的高性能材料，因其在功率半導體封裝領域的顛覆性應用而被稱為 “半導體封裝的未來材料”。盡管 99.99% 的人對其陌生，但它已悄然成為新能源汽車、5G 通信、航天**等高端領域的核心技術支撐。以下從技術原理、應用場景、行業(yè)挑戰(zhàn)及未來趨勢四個維度展開深度解析：

一、技術突破：納米銀顆粒的 “原子級焊接”

傳統(tǒng)銀制品通過鑄造或鍛造工藝成型，而燒結銀采用納米級銀粉（粒徑 50-200 納米），在150-280℃低溫和5-20MPa 壓力下實現(xiàn)固態(tài)擴散連接。這一過程中，銀顆粒表面自由能驅動原子遷移，形成多孔但致密的微觀結構，其導熱率可達260W/m·K（接近純銀），而傳統(tǒng)焊料僅為30-50W/m·K。

關鍵技術優(yōu)勢：

高溫服役能力：銀的熔點高達 961℃，使燒結銀在300℃以上仍能保持穩(wěn)定，遠超傳統(tǒng)焊料的150℃極限。

高可靠性：抗熱循環(huán)能力是傳統(tǒng)焊料的10 倍以上，在 - 40℃至 175℃冷熱沖擊下無開裂。

環(huán)保特性：無鉛化工藝符合 RoHS 標準，而傳統(tǒng)焊料含鉛量普遍超過 0.1%。

二、應用場景：從新能源汽車到航天**

1. 新能源汽車：碳化硅模塊的 “心臟起搏器”

電機控制器：燒結銀AS9385用于 SiC 芯片與氮化硅基板的連接，使逆變器效率提升5%，功率密度提高30%。

800V 高壓平臺：比亞迪、特斯拉等車企采用燒結銀技術，解決了傳統(tǒng)焊料在高壓下的電遷移問題，模塊壽命延長至10 萬小時以上。

2. 工業(yè)與能源：高溫環(huán)境的 “穩(wěn)定器”

光伏逆變器：在沙漠等高溫環(huán)境中，燒結銀AS9337確保 IGBT 模塊在200℃下長期運行，故障率降低80%。

智能電網(wǎng)：用于變壓器的高壓開關連接，耐受1500V以上電壓，減少電弧放電風險。

3. 消費電子與醫(yī)療：微納尺度的 “精密連接器”

5G 基站：燒結銀薄膜GVF9500（厚度 10-50 微米）用于射頻芯片封裝，信號損耗降低3dB，支持6GHz 以上高頻通信9。

醫(yī)療設備：銀 / 氯化銀燒結AS5900電極用于腦電圖監(jiān)測，噪聲低于1μV，漂移電位小于0.1mV/h，遠超傳統(tǒng)電極性能。

三、行業(yè)挑戰(zhàn)：技術瓶頸與成本困局

1. 工藝復雜度高

大面積燒結：50×50mm 以上的燒結需精確控制溫度梯度（±2℃）和壓力均勻性（±5%），設備投資超千萬元。

晶圓級應用：在 300mm 晶圓上實現(xiàn)10 微米以下的厚度偏差，良率僅70-80%。

2. 成本壓力

材料成本：納米銀粉價格約50000 元 / 公斤，是傳統(tǒng)焊料50倍。

量產難題：SHAREX善仁新材的燒結銀的年產能200噸/年。

AS9385燒結銀

3. 替代技術競爭

銅燒結：善仁新材等企業(yè)研發(fā)的銅燒結材料成本降低60%，但抗氧化性以及量產性仍需突破。

納米金燒結：AS9700金顆粒燒結溫度更低（120℃），但成本是銀的80 倍，僅用于航天等高附加值領域。

四、未來趨勢：技術迭代與市場爆發(fā)

1. 技術路線圖

2025-2030 年：納米銀粉純度提升至99.99%，粒徑控制精度達±5 納米，推動燒結銀AS系列溫度降至130℃以下，150℃燒結銀AS9335已經(jīng)量產。

2. 產業(yè)鏈整合

上游：善仁新材、SHAREX、ALWAYSTONE等企業(yè)實現(xiàn)納米銀粉自主可控，純度達99.9%。

下游：華為、比亞迪等資本加速布局，推動燒結銀在車規(guī)級封裝的滲透率從15%（2024 年）提升至40%（2030 年）。

結語：隱形冠軍的 “技術突圍”

燒結銀雖不為大眾熟知，卻在高端制造領域掀起了一場材料革命。其背后是納米技術、半導體封裝與新能源產業(yè)的深度融合。隨著成本下降和工藝優(yōu)化，這一 “小眾材料” 正加速向消費電子、儲能系統(tǒng)等領域滲透。未來，善仁新材的AS系列燒結銀有望成為連接物理世界與數(shù)字時代的 “納米橋梁”，推動人類社會向高效能、低能耗的方向躍遷。