科创中国

该项目团队在氮化物高导热绝缘核心部件自主研制方面有很多创新和突破。研发低氧含量氮化物陶瓷粉体低成本制备工艺路线和低温烧结装备，运用高纯净透明陶瓷12年技术积累，研制了AlN、Si3N4陶瓷基板的PLS法烧结和气氛压力烧结装备，产业化装备填补国内空白，成本亦将降低30%，该装备已申报专利；2019年01月以来，与中科院理化所李江涛老师组密切合作、AlN和Si3N4粉体做到了源头自主可控，PLS无压烧结Si3N4实验样品热导率已达63 W/m·K，原料成本仅为国内采用日本或瑞典粉体原料的生产厂家的20%～37%，批量化产能后可对外企产品形成价格壁垒，配合国内集成电路与功率器件科技企业进行半导体材料全产业链贯通。

一、将国内产业界常用的对环境和员工身心危害巨大的传统有机流延摒弃，对基板类元件在国内首创研发出AlN环保无苯流延新工艺（发明专利CN 107522495A），对异型复杂造型部件开发了注射成型水基脱脂新工艺，无毒相对环保的低成本制备解决了陶瓷行业多年积弊，是绿色制造的领跑者；

二、采用Y2O3、CaO、Li2CO3三元复合烧结助剂，低温烧结制备方法（有专利），用无压石墨炉微正压气氛，在1680℃恒温5小时得到致密度99.8%，热导率获得243.99 W/m·K的超高热导率AlN样品，并且比国内厂家采用氢气氛高温电阻炉烧结工艺节能25%～30%。

三、采用含钇、钙的有机盐配制的纳米级离子络合液体作为流延助剂，克服目前产业界AlN基板生产工艺中添加常规氧化物、氟化物粉末的微米级助烧剂带来的烧结体相偏析、液相偏聚问题。

氮化物陶瓷具有优异的光、电、热和生物安全属性，是新材料领域的结构功能一体化优选材料，AlN和Si3N4陶瓷基板是大规模集成电路，半导体模块电路和大功率IGBT器件的理想封装材料、其中高温共烧多层AlN、Si3N4高导热基板主要应用于大功率器件绝缘散热部件，低温共烧多层AlN基板在高速MCM高密度互连器件，广泛应用于风电、燃料电池、电动汽车控制模块等新能源领域；在满足国家重大需求的三航领域，Si3N4陶瓷材料透波性能好，是服役条件苛刻的超音速导流罩最佳之选。

创始团队均来自中科院物理所与人大理学院，其中曹永革教授中科院百人计划结题优秀，承担多项中科院和国家级重大专项和北京市高功率荧光体封装LED照明技术与产业化项目，陈根富教授系中科院物理所长江学者特聘教授，超导领域资深科学家，团队成员均经多年一线历练，具有12年~25年不等的新材料体系研发积累，团队成员常年从事先进陶瓷材料、高温超导材料和3D打印用球形微纳粉体合成与产业化装备研究，2008年初～2013年在中科院福建物构所研发功能新材料，作为职务发明已产业转化2家企业（万邦光电、中科芯源），2015年～至今，依托中国人民大学理学院材料物理制备、测试平台和中国科学院物理研究所加工平台，针对氮化物电子陶瓷与高纯球形粉末面向产业化进行研发。

针对年均增速达10%的国内200亿元的终端市场，德国英飞凌Infineor、瑞士ABB、德国赛米控Semikron、日本东芝Toshiba、日本富士电机Fuji Electric等不到10家外资公司的功率器件芯片模块占据86%以上的份额，针对这种严酷现实，为加快国家半导体芯片产业发展，破除功率器件领域国内基本空白的严峻现状，实现关键半导体材料器件材料的国产自给，形成自主知识产权核心技术，预期产业转化实现产业化后3年内可形成量产6吋10000片基板能力，未来5年形成2亿以上年产值，间接带动50亿元相关产业集群。

氮化物电子陶瓷制备的门槛极高，市场处于爆发增长前期，氮化铝基板目前国内有不到5家规模企业；氮化硅基板至今国内尚无规模量产厂家，足见产品从研发到量产之难度。协创团队核心成员具有陶瓷领域难度最高的激光透明陶瓷的多种方式制备核心技术，并且在民用领域所在团队有3项研究成果产业转化。该项目技术成熟，希望找到合适园区落地，注册企业，建厂生产。