AlN: AI 시대의 열 관리 기반

자연에서 극히 드물게 발견되어 산업적 합성이 필요한 공유 결합 화합물인 AlN은 이론적으로 최대 320 W/(m·K)의 열전도율을 자랑하며, 이는 알루미나보다 5~10배 높은 수치입니다. 또한 10¹⁴ Ω·cm를 초과하는 체적 저항과 실리콘, SiC, GaN을 포함한 반도체 소재와 유사한 열팽창 계수(4.5×10⁻⁶/°C)를 제공합니다. 이러한 특성 조합 덕분에 AlN은 전력 전자, AI 광학 모듈 및 반도체 장비 분야에서 거의 대체 불가능한 소재로 자리매김하고 있습니다.

실제로 산소 불순물 및 결정립계 상과 같은 결함으로 인해 AlN 세라믹의 실제 열전도율은 170~230 W/(m·K) 범위로 제한됩니다. 상용 기판은 열전도율에 따라 AlN-170부터 AlN-230까지 등급으로 분류됩니다. AlN-170은 출하량의 약 89%를 차지하며, AlN-230은 현재 대량 생산(HVM)의 기준이 되고 있습니다.

알루미늄-질소(AlN) 가치 사슬의 모든 단계는 상당한 기술적 장벽을 안고 있습니다. AlN 세라믹 기판 핵심 제품은 알루미늄 질화칼슘(AlN)입니다. QYResearch에 따르면, 전 세계 AlN 기판 시장은 2024년 약 1억 3,800만~1억 7,000만 달러 규모였으며, 2031년에는 2억 1,300만~2억 7,700만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역이 전체 소비량의 83.6%를 차지하며, 전력 모듈이 가장 빠르게 성장하는 부문으로 전체 수요의 약 32%를 차지합니다.

고순도 AlN 분말 이는 공급망의 출발점 역할을 합니다. 국내 증권사들의 추산에 따르면, 중국의 AlN 분말 수요는 2025년에 약 5,600톤에 달할 것으로 예상되는 반면, 국내 공급량은 약 2,500톤에 그쳐 50% 이상의 수요 부족을 보일 것으로 전망됩니다. 이러한 상황에서, AlN 분말의 국산화율은 다음과 같습니다. ESC용 고순도 AlN 분말고급 기판 및 ESC에 사용되는 질화알루미늄(AlN) 분말의 생산량은 여전히 ​​한 자릿수에 머물러 있습니다. 그러나 2026년 이후 국내 주요 기업들이 생산 능력 확장에 박차를 가하면서 새로운 AlN 분말 생산 ​​시설이 가동되고 공급 능력이 빠르게 개선되고 있습니다.

AlN 세라믹 히터 고순도 AlN 분말은 반도체 제조 장비의 핵심 부품이며, 재료비의 약 40%를 차지합니다. AlN ESC 재료 그리고 반도체 등급 AlN 척12인치 고급형 ESC의 대량 생산은 여전히 ​​거의 전적으로 수입에 의존하고 있어 국내 생산으로 대체할 여지가 상당히 많습니다.

AlN 세라믹의 소결에는 소결 보조제로 이트륨 산화물(Y₂O₃)을 첨가해야 하며, 일반적으로 중량 기준으로 약 3%를 첨가합니다. 중국은 전 세계 희토류 분리 설비의 약 70%를 차지하며 고순도 이트륨 산화물 정제 분야에서 지배적인 위치를 유지하고 있습니다. 2025년 4월 중희토류 및 중희토류에 대한 수출 허가 통제가 시행된 이후 해외 이트륨 산화물 가격은 kg당 약 7.9달러에서 372.5달러까지 급등했으며, 일부 거래업체는 이보다 더 높은 가격을 제시하기도 했습니다. 이로 인해 해외 AlN 납품 소요 기간이 1~2개월에서 6~7개월로 늘어났습니다.

한편, 2027년 AI 광학 모듈 생산량 증대로 고성능 질화알루미늄 분말 수요가 2,000톤 이상으로 급증할 것으로 예상됩니다. 소재 인증 시기가 하류 수요 급증 시기와 맞물리면서, 국내 질화알루미늄 분말 인증 주기가 크게 단축되고 있으며, 2026년 하반기부터 2027년까지는 1.6T 광학 모듈의 양산이 본격화되는 시기와 겹칩니다. 이러한 시기적 일치는 질화알루미늄의 국내 생산으로의 전환이라는 전략적 과제를 제시합니다.

샤먼 주시는 고순도 질화알루미늄 분말, 질화알루미늄 과립, 열전도성 충전재 및 질화알루미늄 세라믹 제조 전문 기업으로, 전 세계 고객으로부터 꾸준한 인정과 긍정적인 평가를 받고 있습니다. 필요한 제품이 있으시면 언제든지 문의해 주십시오.

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