烧结银，99.99%的人真的不懂？

烧结银，99.99%的人真的不懂？

烧结银是一种通过纳米银颗粒低温烧结技术制备的高性能材料，因其在功率半导体封装领域的颠覆性应用而被称为 “半导体封装的未来材料”。尽管 99.99% 的人对其陌生，但它已悄然成为新能源汽车、5G 通信、航天**等高端领域的核心技术支撑。以下从技术原理、应用场景、行业挑战及未来趋势四个维度展开深度解析：

一、技术突破：纳米银颗粒的 “原子级焊接”

传统银制品通过铸造或锻造工艺成型，而烧结银采用纳米级银粉（粒径 50-200 纳米），在150-280℃低温和5-20MPa 压力下实现固态扩散连接。这一过程中，银颗粒表面自由能驱动原子迁移，形成多孔但致密的微观结构，其导热率可达260W/m·K（接近纯银），而传统焊料仅为30-50W/m·K。

关键技术优势：

高温服役能力：银的熔点高达 961℃，使烧结银在300℃以上仍能保持稳定，远超传统焊料的150℃极限。

高可靠性：抗热循环能力是传统焊料的10 倍以上，在 - 40℃至 175℃冷热冲击下无开裂。

环保特性：无铅化工艺符合 RoHS 标准，而传统焊料含铅量普遍超过 0.1%。

二、应用场景：从新能源汽车到航天**

1. 新能源汽车：碳化硅模块的 “心脏起搏器”

电机控制器：烧结银AS9385用于 SiC 芯片与氮化硅基板的连接，使逆变器效率提升5%，功率密度提高30%。

800V 高压平台：比亚迪、特斯拉等车企采用烧结银技术，解决了传统焊料在高压下的电迁移问题，模块寿命延长至10 万小时以上。

2. 工业与能源：高温环境的 “稳定器”

光伏逆变器：在沙漠等高温环境中，烧结银AS9337确保 IGBT 模块在200℃下长期运行，故障率降低80%。

智能电网：用于变压器的高压开关连接，耐受1500V以上电压，减少电弧放电风险。

3. 消费电子与医疗：微纳尺度的 “精密连接器”

5G 基站：烧结银薄膜GVF9500（厚度 10-50 微米）用于射频芯片封装，信号损耗降低3dB，支持6GHz 以上高频通信9。

医疗设备：银 / 氯化银烧结AS5900电极用于脑电图监测，噪声低于1μV，漂移电位小于0.1mV/h，远超传统电极性能。

三、行业挑战：技术瓶颈与成本困局

1. 工艺复杂度高

大面积烧结：50×50mm 以上的烧结需精确控制温度梯度（±2℃）和压力均匀性（±5%），设备投资超千万元。

晶圆级应用：在 300mm 晶圆上实现10 微米以下的厚度偏差，良率仅70-80%。

2. 成本压力

材料成本：纳米银粉价格约50000 元 / 公斤，是传统焊料50倍。

量产难题：SHAREX善仁新材的烧结银的年产能200吨/年。

AS9385烧结银

3. 替代技术竞争

铜烧结：善仁新材等企业研发的铜烧结材料成本降低60%，但抗氧化性以及量产性仍需突破。

纳米金烧结：AS9700金颗粒烧结温度更低（120℃），但成本是银的80 倍，仅用于航天等高附加值领域。

四、未来趋势：技术迭代与市场爆发

1. 技术路线图

2025-2030 年：纳米银粉纯度提升至99.99%，粒径控制精度达±5 纳米，推动烧结银AS系列温度降至130℃以下，150℃烧结银AS9335已经量产。

2. 产业链整合

上游：善仁新材、SHAREX、ALWAYSTONE等企业实现纳米银粉自主可控，纯度达99.9%。

下游：华为、比亚迪等资本加速布局，推动烧结银在车规级封装的渗透率从15%（2024 年）提升至40%（2030 年）。

结语：隐形冠军的 “技术突围”

烧结银虽不为大众熟知，却在高端制造领域掀起了一场材料革命。其背后是纳米技术、半导体封装与新能源产业的深度融合。随着成本下降和工艺优化，这一 “小众材料” 正加速向消费电子、储能系统等领域渗透。未来，善仁新材的AS系列烧结银有望成为连接物理世界与数字时代的 “纳米桥梁”，推动人类社会向高效能、低能耗的方向跃迁。