窒化アルミニウムセラミックスは光モジュールの熱と高周波のジレンマをどのように解決するのか？

5GとAIコンピューティング革命は、光モジュールにおける根本的な矛盾、すなわち放熱と高周波伝送という問題に直面しています。1.6Tの光モジュールが過熱すると、コンピューティング能力が30%低下する可能性があります。 窒化アルミニウム（AlN）セラミックス 優れた特性を持つ重要なソリューションとして登場します。

I. 材料のブレークスルー：「過熱」から「冷却動作」へ

AlNセラミックスは、従来のアルミナの約8倍となる最大170W/(m·K)の熱伝導率を誇ります。これにより、1.6T光モジュールチップは、全負荷時においてもチップ温度上昇を5℃以内に抑えることができます。「多層同時焼成＋薄膜配線」プロセスを採用することで、表面配線幅を20μmまで微細化し、従来の厚膜プロセスと比較して100GHz帯における信号損失を50%以上低減します。さらに、50μmピッチの金ワイヤボンディングにも対応し、高密度実装の要求にも最適です。

AlNセラミックスは、従来の材料と比較して、アルミナよりも優れた熱伝導性、酸化ベリリウム（BeO）よりも安全で無毒性、そして窒化ケイ素よりも高周波伝送に適しているなど、総合的に優れた利点を備えています。そのため、AlNは通信機器の小型化と性能向上を実現する重要な材料となっています。

II. 産業化：政策と技術の推進

中国では新素材開発の「第14次5カ年計画」に支えられ、国内のAlN市場は2025年には120億円、2030年には200億円を超えると予測されている。

技術革新により量産が可能になりつつあります。AlN多層薄膜技術のバッチ出荷が実現し、物理蒸着（PVD）などの高度な製造技術により90%以上の歩留まりを達成しました。その結果、高性能AlN材料の単価は5年前と比べて40%低下しました。AIデータセンターの実用アプリケーションでは、400G/800G光モジュールに搭載された光モジュールが、 AlN基板 非冷却環境でも安定した動作を維持し、800G から 1.6T への進化に不可欠な材料サポートを提供します。

III. 産業の再構築：材料の革新からエコシステムの変革へ

AlNセラミックス 超伝導体は競争環境を変革し、中国企業が1.6Tなどの最先端分野で飛躍的な進歩を遂げるのを支援しています。その用途は通信分野にとどまらず、新エネルギー車、航空宇宙などへと拡大しています。新エネルギー車分野だけでも、2030年までに年間需要が100万トンを超えると予測されています。

この材料イノベーションは、新たな設計哲学を育んでいます。放熱の制約が緩和されたことで、AlN基板を使用した光モジュールは、同一体積内で30%高い電力密度を実現でき、データセンターの設置面積を約4分の1に削減できる可能性があります。

5Gの導入が加速し、6Gの研究開発が進むにつれて、 AlNセラミックス ますます顕著になっています。冷却効率が1℃向上するごとに、通信機器でサポートされるコンピューティングユニットが数百万台も追加されることになります。かつては研究室でしか使われていなかったこの素材は、現在、18%のCAGRで世界の高性能セラミックス業界を変革しつつあります。

厦門ジュチテクノロジー株式会社について

Juciは高品質のAlNセラミック 基板、構造部品、ヒートシンクなど、様々な用途に使用できます。これらの製品は、自動車、建設機械、建設機械などの最先端産業における熱管理の課題を解決するための重要なソリューションです。光モジュール、5G通信、AI、新エネルギー車、高出力LEDパッケージング。

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