一文了解矽微粉的分類、市場及下游應用概況

2023-11-30   中國粉體技術網

原標題:一文了解矽微粉的分類、市場及下游應用概況

2024年粉體表面改性技術高級研修班將於2024年4月13日-14日在江蘇南京舉行,報名請關注V信公眾號「粉體技術網」,涉及非金屬礦粉體企業:碳酸鈣,矽微粉,滑石,重晶石,矽灰石,高嶺土,膨潤土,白雲石,石灰石,矽灰粉,雲母,硅藻土,海泡石,電氣石等;功能性粉體企業:氫氧化鎂,氫氧化鋁,氧化鋁,鈦白粉,白炭黑,氧化鐵紅,珠光雲母,導熱填料,氧化鋅,粉煤灰,碳化矽,玻璃微珠,納米粉體等;藥劑和設備企業;粉體填料應用企業;其他需要粉體表面改性的企業。

矽微粉是由結晶石英、熔融石英等為原料,經研磨、精密分級、除雜等工藝加工而成的二氧化矽粉體。矽微粉是無毒、無味、無污染的無機非金屬功能性材料,具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹係數和導熱性好等優良性能,可被廣泛應用於電子電路用覆銅板、晶片封裝用環氧塑封料以及電工絕緣材料、膠粘劑、陶瓷、塗料等領域,在消費電子、家用電器、移動通信、汽車工業、航空航天、國防軍工、風力發電等行業所需的關鍵性材料中占有舉足輕重的地位。

1、矽微粉的分類及特點

根據粉體顆粒形貌可以將矽微粉分為角形矽微粉和球形矽微粉,根據原材料的不同又分為角形結晶矽微粉和角形熔融矽微粉。熔融矽微粉是選用熔融石英、玻璃類等材料作為主要原料,經過研磨、精密分級和除雜等工藝生產而成,性能上顯著優於結晶矽微粉;球形矽微粉是以精選的角形矽微粉作為原料,通過火焰法加工成球形的二氧化矽粉體材料,具有流動性好、應力低、表面積小和堆積密度高等優良特性。

球形矽微粉由角形粉經過一系列工藝流程製備而成,具有表面流動性強、應力分布均勻、摩擦係數小三大優點,未來占比將持續提高。

球形矽微粉主要擁有以下特點:

(1)流動性強。球形粉與樹脂混合均勻,形成薄膜時表面流動性強,樹脂用量少,粉的含量高,可達90.5%的質量比,填充效果更好,從而使得塑封料的熱膨脹係數和導熱係數都更低,更接近單晶矽的性能,提高電子元器件的質量;

(2)應力分布均勻.球形粉塑封料的應力分布均勻,強度高,相比角形粉,應力集中程度降低了40%。因此,球形粉塑封料封裝集成電路晶片時,成品率高,並且在運輸、安裝、使用過程中更耐用,不容易損壞;

(3)摩擦係數小。球形粉摩擦係數小,對模具的磨損小,與角形粉相比,模具的壽命可延長一倍,塑封料的封裝模具價格昂貴,有的還需進口,這對於降低封裝廠的成本,提高經濟效益具有重要意義。

2、球形矽微粉市場概況

從目前市場來看,日本企業占據球形矽微粉70%以上的份額,龍頭市占率高。全球矽微粉市場主要有日本、美國和中國等國家的企業,其中日本企業在高端矽微粉,特別是球形矽微粉的生產和應用方面具有先發優勢和技術壁壘,電化株式會社、日本龍森公司和日本新日鐵公司三家企業合計占據了全球球形矽微粉70%的市場份額。

美國也是全球矽微粉的重要生產和消費國,擁有多家矽微粉生產企業,如美國卡伯特公司、美國伊馬特公司等。美國卡伯特公司是全球最大的金屬氧化物納米顆粒生產商之一,其產品包括二氧化矽納米顆粒。

中國企業生產的矽微粉偏低端,高端球形矽微粉仍然依賴進口。中國是全球矽微粉最主要的生產國、消費國和出口國,在全球矽微粉行業發展中扮演重要角色。中國矽微粉企業主要生產角形結晶矽微粉和角形熔融矽微粉,基本能滿足國內市場需求,也有部分出口,但大部分產品檔次較低,國內市場需求的高檔矽微粉如球形矽微粉仍依賴國外進口,聯瑞新材和華飛電子(雅克科技)是國內球形矽微粉的主要生產企業。

根據新思界產業研究中心發布的《2022-2027年中國矽微粉行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,中國2021年矽微粉市場規模為24.6億元,預計2025年將增長至55.0億元,CAGR達22.3%。我們認為矽微粉市場的高速增長主要系下游的電子信息產業,尤其是覆銅板、環氧塑封料、半導體等領域的發展,隨著5G、半導體等行業的推動,相關產品朝著更加高精尖的方向發展,對矽微粉性能和品質的要求越來越高,出貨價格出現結構性上行,同時伴隨出貨量的上升,量價共同促進了矽微粉市場的持續增長。

3、矽微粉下游應用及市場前景

下游應用領域廣泛,精細化和球形化是未來發展趨勢。矽微粉目前有多個常見應用領域,其中覆銅板、環氧塑封料、電工絕緣材料、膠黏劑中已有廣泛的應用,除此之外還可用於塗料、橡膠、塑料、人造石英板中。矽微粉在不同的領域有著各自的質量標準,所以矽微粉的選擇要考慮到下遊行業的需求,綜合比較成本、效能、性能等多個方面,隨著我國經濟社會水平的不斷提升,矽微粉的應用研究將更多地聚焦於以球形矽微粉為原料製造的高端覆銅板、高端塗料、高性能膠黏劑、絕緣材料等高科技領域,精細化和球形化將是未來矽微粉應用的發展趨勢。

矽微粉市場規模逐漸擴大,產品高端化持續進行。2023年上半年,華飛電子在客戶開拓、產品研發方面取得新進展,公司的球形氧化鋁等產品已經開始向客戶穩定供貨,反饋良好,亞微米球形二氧化矽研發完成,並向部分客戶進行銷售,其他新材料的研發也在按計劃推進中,公司矽微粉業務的市場份額得到鞏固。在中高端產線方面,雅克科技新一代大規模集成電路封裝專用材料國產化項目已有4條球形矽微粉生產線投產,主要產品為中高端EMC球形封裝材料,產能逐漸釋放,產品高端化占比提升。當前公司具備中高端EMC球形封裝材料、MUF用球形矽微粉、LOW-α球形矽微粉等高端材料,有助於實現國產化的進一步突破。

資料來源:未來智庫