Warum ist Aluminiumnitrid so teuer?

Erstens ist der Herstellungsprozess extrem anspruchsvoll.

Um eine hohe Leistung zu erzielen AlN-PulverFür die Herstellung von Aluminiumnitrid (AlN) werden hochreine Rohstoffe benötigt, gefolgt von einem Sinterprozess in einer inerten Hochtemperaturatmosphäre (über 1800 °C), der erheblichen Energieaufwand erfordert. Das Pulver neigt zur Oxidation, und eine dichte Sinterung ist schwierig zu erreichen. Spezielle Additive müssen eingesetzt werden, und der Prozess erfordert eine präzise Steuerung, da jeder Defekt einen starken Abfall wichtiger Eigenschaften wie der Wärmeleitfähigkeit verursachen kann. Dies führt zu hohen Produktionsbarrieren und geringer Ausbeute. Darüber hinaus erhöht die Präzisionsbearbeitung die Kosten: Mit einer Mohs-Härte von 8–9 ist AlN spröde, was beim Schneiden und Bohren zu Ausbrüchen und Mikrorissen führt. Dies wiederum führt zu geringer Bearbeitungsausbeute, schnellem Werkzeugverschleiß und hohen Bearbeitungskosten. Die Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität in der Massenproduktion bleibt eine große Herausforderung.

Zweitens ist seine Leistung unersetzlich.

AlN vereint eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit (etwa zehnmal so hoch wie die von Aluminiumoxid), einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem von Silizium entspricht, und eine ausgezeichnete elektrische Isolation. Dadurch ist es ein unverzichtbares Material für wärmeableitende Substrate und kritische Gehäuse in der 5G-Kommunikation, Hochleistungs-LEDs, der Luft- und Raumfahrtelektronik sowie in der Halbleitergehäuseentwicklung der nächsten Generation. Diese anspruchsvollen Anwendungen erfordern höchste Zuverlässigkeit und sind weniger preissensibel.

Schließlich ist der Markt hochkonzentriert.

Der globale Markt für hochwertiges Aluminiumnitrid (AlN) wird seit Langem von wenigen japanischen und amerikanischen Unternehmen dominiert. Technologische Hürden begrenzen das Angebot und führen zu Versorgungsengpässen. Zudem ist AlN ein strategisch wichtiger Werkstoff, der zwar nur in geringem Umfang benötigt wird. Die Gesamtnachfrage ist nach wie vor relativ niedrig, wodurch signifikante Kostensenkungen durch Skaleneffekte schwer zu erzielen sind. Angesichts des aktuellen Trends zur Selbstversorgung der Halbleiterindustrie hat seine strategische Bedeutung weiter zugenommen, was die Preise hoch hält.

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