窒化アルミニウムはなぜ高価なのでしょうか？

まず、製造プロセスが非常に困難です。

高性能を実現するために AlN粉末超高純度の原材料が必要であり、その後、高温（1800℃以上）の不活性雰囲気中で焼結するため、多大なエネルギーを消費します。粉末は酸化されやすく、高密度焼結を実現するのは困難です。特殊な添加剤を使用する必要があり、欠陥があると熱伝導率などの重要な特性が急激に低下する可能性があるため、プロセスには正確な制御が求められます。その結果、生産障壁が高くなり、歩留まりが低下します。さらに、精密機械加工はコストを増加させます。モース硬度が8～9であるAlNは脆く、切断や穴あけ時に欠けや微小亀裂が発生しやすく、加工歩留まりの低下、工具の急速な摩耗、機械加工コストの上昇につながります。大量生産における一貫性の確保は依然として大きな課題です。

第二に、そのパフォーマンスはかけがえのないものです。

AlNは、優れた熱伝導率（アルミナの約10倍）、シリコンと同等の熱膨張係数、そして卓越した電気絶縁性を兼ね備えています。そのため、5G通信、高出力LED、航空宇宙用電子機器、次世代半導体パッケージングといったハイエンド用途において、放熱基板やクリティカルパッケージングに不可欠な材料となっています。これらのハイエンド用途では、卓越した信頼性が求められ、価格への敏感さは比較的低いからです。

最後に、市場は非常に集中化されています。

世界のハイエンドAlN市場は、長らく日本と米国の少数の企業によって独占されてきました。技術的障壁によって供給が制限され、供給面での緊張が生じています。さらに、AlNは「小さくても重要な」戦略的材料です。需要は依然として比較的低く、規模の経済による大幅なコスト削減は困難です。半導体産業の自給自足化が進む中、AlNの戦略的重要性はさらに高まり、価格が高止まりしています。

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