Vysokonapäťové platformy kladú mimoriadne náročné požiadavky na balenie napájacích modulov: čipy generujú značné teplo, čo si vyžaduje substráty, ktoré rýchlo odvádzajú teplo; drastické zmeny teploty vyžadujú dobré prispôsobenie tepelnej rozťažnosti; a vibrácie a nárazy vozidla vyžadujú dostatočnú mechanickú pevnosť. Keramika z nitridu kremíka jedinečne spĺňa všetky tri podmienky súčasne. Pokiaľ ide o tepelnú vodivosť, komerčné substráty z nitridu kremíka zvyčajne dosahujú 60–90 W/(m·K), pričom vysokovýkonné triedy dosahujú 90–120 W/(m·K). Pre tepelné prispôsobenie sa jeho koeficient tepelnej rozťažnosti (približne . 3.2×10⁻⁶/stupeň) dobre zhoduje s napájacími čipmi, čím sa znižuje riziko praskania tepelným napätím pri rýchlych zmenách teploty. Mechanicky má nitrid kremíka pevnosť v ohybe presahujúcu 800 MPa a lomovú húževnatosť približne 7 MPa·m¹/², čo mu umožňuje odolávať vibráciám vozidla a extrémnym tepelným cyklom. Vďaka svojim komplexným výhodám sa nitrid kremíka stal kľúčovým substrátovým materiálom pre vysokonapäťové scenáre.
Stav odvetvia
(1) Prášky
Výkon keramiky z nitridu kremíka v konečnom dôsledku závisí od kvality predradených práškov. Nitrid kremíka existuje v dvoch hlavných kryštalických formách a . Počas spekania sa fáza premieňa na predĺžené -fázové zrná, mikroštruktúru, ktorá zvyšuje húževnatosť. Preto sú prášky s vysokým -obsahom fázy, vysokou čistotou a rovnomernou distribúciou veľkosti častíc kritické na výrobu-výkonnej keramiky z nitridu kremíka. Podľa štatistík je celosvetová veľkosť trhu s práškom nitridu kremíka v roku 2025 približne 580 miliónov RMB, pričom čínsky trh predstavuje približne 199 miliónov RMB. Keďže vysokonapäťové plošinové vozidlá rýchlo získavajú trakciu, dopyt po prášku z nitridu kremíka naďalej rastie. V súčasnosti dosiahla miera penetrácie 800V vysokonapäťových platforiem{14}}na čínskom trhu s novými energetickými vozidlami 18 % a prášok nitridu kremíka, ktorý je hlavnou surovinou pre balenie výkonových modulov SiC, zaznamenáva rastúci dopyt. V práškovom sektore spoločnosť Sinoma Advanced Materials spustila 2 000-tonový vysokovýkonný-projekt práškového nitridu kremíka a viedla formuláciu národnej normy pre keramické substráty z nitridu kremíka (GB/T 45767-2025), pričom má 20 % celosvetový podiel na celosvetovom trhu. Nový materiál Jiangxi Silicon Nitride New Material produkuje približne 5 ton za mesiac, pričom objednávky sú rezervované do októbra 2026. „Spaľovacia syntéza vysokokvalitnej práškovej technológie nitridu kremíka“ od Technického inštitútu fyziky a chémie Čínskej akadémie vied prešla hodnotením, pričom dosiahla 99,5 % čistotu a viac ako 93 % s obsahom skúšobnej fázy 20 za rok. Odvetvie práškového nitridu kremíka je v kritickom štádiu prechodu z domáceho použitia na medzinárodne vynikajúce.
(2) Substráty
Po spekaní sa prášok stáva keramickým substrátom, ktorý potom vyžaduje proces medeného spájania na balenie výkonových modulov. Súčasnou mainstreamovou technológiou je Active Metal Brazing (AMB). V porovnaní s tradičnou meďou s priamym spájaním (DBC), AMB ponúka vyššiu pevnosť medzifázového spojenia a lepšiu tepelnú vodivosť, čím spĺňa požiadavky vysokého napätia a vysokého prúdu.
(3) Automobilové aplikácie
Na strane nadväzujúcich automobilových aplikácií spoločnosť BYD v marci 2026 zverejnila medzinárodný patent (PCT/CN2025/115332) týkajúci sa keramiky z nitridu kremíka, ktorý ho aplikoval na svoj vlastný nový priemyselný reťazec energetických vozidiel. Ich modely prijali riešenia na balenie substrátu AMB z nitridu kremíka. Údaje z testov v reálnom svete ukazujú, že po použití substrátov AMB z nitridu kremíka klesla pravdepodobnosť tepelného zlyhania meničov hlavného pohonu z 12 % na 0,3 % a dojazd vozidla sa zvýšil o 5 % až 8 %. Od práškov cez substráty až po výrobcov automobilov sa celý priemyselný reťazec dostáva do fázy zrýchleného rastu.