Des substrats aux consommables semi-conducteurs : la demande de composants AlN est en train d’être réécrite.

Avec une conductivité thermique de 170 à 230 W/m·K, une isolation électrique et un coefficient de dilatation thermique (CTE) très proche de celui des puces en silicium, substrat électronique en céramiqueL'AlN est devenu la solution privilégiée pour la gestion thermique des modules optiques 1,6 T, des transistors SiC/IGBT et des serveurs d'IA. Sa part dans les modules 800G est actuellement estimée entre 20 et 30 % (les chiffres varient selon les sources, mais aucun ne dépasse 50 %). Cette évolution s'accélère considérablement pour les modules 1,6 T : la quasi-totalité des modules sont équipés de modules thermoélectriques (TEC) en standard, et les substrats céramiques à l'intérieur de ces modules passent d'un mélange alumine/AlN à une couverture entièrement en AlN – la part d'AlN passant de 50 % à 100 %. Cette évolution entraîne une croissance simultanée des volumes de poudres en amont et de composants finis.

Du côté des équipements pour semi-conducteurs, on observe également un changement de matériaux : les mandrins électrostatiques en alumine, les éléments chauffants et les composants de la chambre migrent progressivement vers l’AlN. Élément chauffant en nitrure d'aluminium pour la fabrication de semi-conducteurs exige non seulement une conductivité thermique élevée, mais aussi une résistance à la corrosion par plasma, un contrôle uniforme de la température et des impuretés métalliques (Fe/Ca/Na) contrôlées à des niveaux de ppm. Céramique AlN Les composants structurels sont de plus en plus présents dans les procédés de gravure, de dépôt et de métallisation, tandis que les exigences des nœuds technologiques avancés en matière d'uniformité de température continuent d'accentuer la courbe d'adoption.

Les consommables suivent également l'expansion en aval : creuset en nitrure d'aluminium il est utilisé dans la fusion réactive des métaux, le frittage des phosphores et des nitrures, le revêtement par évaporation et les procédés de métallisation, tandis que creuset sur mesure en nitrure d'aluminium L'outillage est adapté aux spécifications du client en matière de taille de charge, d'atmosphère et de pureté. La demande est liée à l'expansion des lignes de préparation de matériaux semi-conducteurs et de procédés à haute température, et non aux usines de substrats elles-mêmes. Le frittage des substrats utilise des creusets en graphite ou en tungstène ; il ne faut pas confondre les deux. Creuset en AlN de Chine Ces dernières années, les creusets haut de gamme, autrefois produits de niche sur mesure, sont devenus une source de demandes fréquentes auprès des fabricants d'équipements. Cependant, leur fabrication reste limitée par la densité de frittage, la résistance aux chocs thermiques et la propreté. Deux autres difficultés de fabrication sont inévitables : l'oxydation superficielle s'accélère au-delà de 800 °C environ à l'air libre, réduisant rapidement la durée de vie, et les conditions de stockage et d'utilisation doivent empêcher l'hydrolyse due à l'humidité.

La logique du marché a changé : auparavant, l'achat de composants en AlN dépendait de la « disponibilité des stocks » ; maintenant, il s'agit de la « conductivité thermique, de la déformation, des ions métalliques et des valeurs CV du lot ». Céramique de nitrure d'aluminium Il ne s'agit pas d'une céramique avancée ordinaire, mais de la base isolante et thermoconductrice des semi-conducteurs de puissance.

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