تفرض الأنظمة الأساسية ذات الجهد العالي- متطلبات صعبة للغاية على تعبئة وحدة الطاقة: تولد الرقائق حرارة كبيرة، مما يتطلب ركائز تبدد الحرارة بسرعة؛ تتطلب التغيرات الجذرية في درجات الحرارة مطابقة جيدة للتمدد الحراري؛ وتتطلب اهتزازات وتأثيرات المركبات قوة ميكانيكية كافية. يلبي سيراميك نيتريد السيليكون بشكل فريد جميع الشروط الثلاثة في وقت واحد. فيما يتعلق بالتوصيل الحراري، تحقق ركائز نيتريد السيليكون التجارية عادة 60-90 واط/(م·ك)، مع درجات أداء عالية تصل إلى 90-120 واط/(م·ك). بالنسبة للمطابقة الحرارية، فإن معامل التمدد الحراري (حوالي . 3.2×10⁻⁶/ درجة ) يتماشى بشكل جيد مع شرائح الطاقة، مما يقلل من خطر التشقق الناتج عن الإجهاد الحراري في ظل التغيرات السريعة في درجات الحرارة. ميكانيكيًا، يتمتع نيتريد السيليكون بقوة انثناء تتجاوز 800 ميجا باسكال وصلابة كسر تبلغ حوالي 7 ميجا باسكال¹/²، مما يمكنه من تحمل اهتزازات السيارة والتدوير الحراري الشديد. بفضل مزاياه الشاملة، أصبح نيتريد السيليكون المادة الأساسية لسيناريوهات الجهد العالي-.
حالة الصناعة
(1) المساحيق
يعتمد أداء سيراميك نيتريد السيليكون في النهاية على جودة المساحيق الأولية. يوجد نيتريد السيليكون في شكلين بلوريين رئيسيين، و. أثناء التلبيد، يتحول الطور إلى حبيبات طورية ممدودة -، وهي بنية مجهرية تعزز المتانة. لذلك، تعد المساحيق ذات المحتوى العالي -من الطور والنقاء العالي والتوزيع الموحد لحجم الجسيمات أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج-سيراميك نيتريد السيليكون عالي الأداء. وفقًا للإحصاءات، يبلغ حجم سوق مسحوق نيتريد السيليكون العالمي في عام 2025 حوالي 580 مليون يوان صيني، ويبلغ حجم السوق الصينية حوالي 199 مليون يوان صيني. مع اكتساب المركبات ذات المنصات عالية الجهد-قوة جذب سريعة، يستمر الطلب على مسحوق نيتريد السيليكون في النمو. في الوقت الحالي، وصل معدل اختراق منصات الجهد العالي-800 فولت في سوق مركبات الطاقة الجديدة في الصين إلى 18%، ويشهد مسحوق نيتريد السيليكون، باعتباره مادة خام أساسية لتغليف وحدات الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون، طلبًا متسارعًا. في قطاع المسحوق، أطلقت شركة Sinoma Advanced Materials مشروعًا لمسحوق نيتريد السيليكون عالي الأداء بقدرة 2000-طن-وقادت عملية صياغة المعيار الوطني لركائز سيراميك نيتريد السيليكون (GB/T 45767-2025)، وتمتلك حصة سوقية عالمية تبلغ 20%، وتحتل المرتبة الأولى بين أفضل الشركات على مستوى العالم. تنتج مادة جيانغشي نيتريد السيليكون الجديدة حوالي 5 أطنان شهريًا، مع حجز الطلبات حتى أكتوبر 2026. وقد اجتازت "تكنولوجيا مسحوق نيتريد السيليكون عالي الجودة لتخليق الاحتراق" من المعهد الفني للفيزياء والكيمياء، الأكاديمية الصينية للعلوم، التقييم، وحققت نقاء بنسبة 99.5% وأكثر من 93% من محتوى الطور، مع قدرة إنتاج تجريبية تبلغ 20 طنًا سنويًا. تمر صناعة مسحوق نيتريد السيليكون بمرحلة حرجة من التحول من الاستخدام المحلي إلى الممتاز على المستوى الدولي.
(2) ركائز
بعد التلبيد، يصبح المسحوق ركائز خزفية، والتي تتطلب بعد ذلك عملية ربط النحاس لتغليف وحدة الطاقة. التكنولوجيا السائدة الحالية هي Active Metal Brazing (AMB). بالمقارنة مع النحاس المرتبط المباشر التقليدي (DBC)، يوفر AMB قوة ربط بينية أعلى وموصلية حرارية أفضل، مما يلبي متطلبات الجهد العالي والتيار العالي.
(3) تطبيقات السيارات
على الجانب التطبيقي للسيارات، نشرت BYD براءة اختراع دولية (PCT/CN2025/115332) تتعلق بسيراميك نيتريد السيليكون في مارس 2026، وطبقتها على سلسلتها الصناعية لمركبات الطاقة الجديدة. اعتمدت نماذجهم حلول التعبئة والتغليف للركيزة من نيتريد السيليكون AMB. تُظهر بيانات اختبار العالم الحقيقي للصناعة أنه بعد اعتماد ركائز نيتريد السيليكون AMB، انخفض احتمال الفشل الحراري لمحولات المحرك الرئيسية من 12% إلى 0.3%، وزاد نطاق قيادة السيارة بنسبة 5%-8%. من المساحيق إلى الركائز إلى شركات تصنيع السيارات، تدخل السلسلة الصناعية بأكملها مرحلة من النمو المتسارع.