株式会社大阪ケミカル・マーケティング・センターはマーケットリサーチを専門とする1962年設立の実績ある会社です。
TEL. 06-4305-6570
〒543-0001 大阪市天王寺区上本町6-7-21-502
Vol.3 No.331 放熱材料の最新技術と製品開発
2024年1月刊行 定価：88,000円(税込み96,800円) B5判 170ページ
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１. 放熱材料・製品の最新動向
１−１ 放熱材料・製品の成長要素
１−１−１ 自動車のEV化・自動運転化
１−１−２ 第５世代移動通信システム(5G)の導入
１−１−３ 高出力LEDの採用拡大
１−２ 放熱材料・製品による熱対策
１−２−１ 高熱伝導フィラーによる熱対策
１−２−２ 放熱材料の種類と製品展開
１−２−３ 熱伝導シートの技術要素
①低熱抵抗(薄さ) ②安全性(電気絶縁性)
③高熱伝導率 ④柔軟性 ⑤その他
１−３ 放熱製品の市場動向
１−３−１ 各種放熱製品の市場規模
(1) 放熱製品の市場規模推移
(2) 素材別の市場規模とシェア
①シリコーン系TIM ②エンプラ系コンパウンド
③非シリコーン系TIM ④グラファイトシート
(3) 製品別の市場規模とシェア
①ペースト ②樹脂系シート
③グラファイトシート ④ペレット
１−３−２ 各種放熱製品の需要量
①放熱シート ②ペースト ③グラファイトシート
１−４ 放熱基板の需要量と用途
①セラミック基板 ②金属ベース基板
１−５ 放熱製品の用途展開と展望
２. 放熱製品の用途展開と市場動向
２−１ 自動車部品
２−１−１ 拡大するEV・PHEVの市場
(1) 世界のEV・PHEV生産推移と市場動向
(2) 日本の電動車販売台数と生産状況
①EV ②PHEV ③HEV ④FCEV
２−１−２ 自動車の発熱部品と熱対策
(1) 発熱部品の拡大と高温化の要素
①電子制御システムの拡大
②パワーデバイスの小型化・高密度化
③高出力LEDヘッドランプの増加
(2) 自動車部品の熱対策と放熱製品のニーズ
２−１−３ 電子制御ユニットの熱対策
(1) ECUの種類と生産額推移
(2) ECUの小型化・統合化による高発熱化
(3) ECUの回路基板と熱対策
(4) エンジン制御ECUの放熱・耐熱設計
２−１−４ EV・HEVの熱対策
(1) EV・PHEV化とPCUの高出力密度化
(2) PCUの放熱構造
①パワー半導体の両面冷却構造
②パワーモジュールの冷却方式
２−１−５ パワーデバイス放熱基板の市場動向
(1) 電動化で拡大するパワーデバイス放熱基板
①セラミック基板 ②金属ベース基板
(2) 高熱伝導セラミック基板の材料と市場動向
①窒化ケイ素 ②窒化アルミ ③アルミナ、他
(3) 金属ベース基板の熱伝導率と展開状況
２−１−６ リチウムイオン二次電池の熱対策
(1) 電池パックの冷却方式(空冷式、水冷式)
(2) 熱伝導シートによる冷却システム
２−１−７ 自動車用放熱材料・製品の市場展望
２−２ 第５世代移動通信システム(5G)
２−２−１ 5Gの対応機器と放熱ニーズ
２−２−２ 放熱材料・製品の開発と展開状況
(1) 5G用放熱材料・製品の要求特性
(2) 5G用放熱フィラーの展開状況
(3) 5G用放熱製品の開発と製品展開
２−３ 電気・電子部品
２−３−１ 電子機器の放熱対策と冷却方式
２−３−２ パソコン用CPU
(1) ノートパソコンの熱対策
(2) CPUの冷却構造と熱伝導材料
(3) 熱伝導材料の種類と展開状況
２−３−３ パワーモジュール
(1) パワー半導体の用途と高出力化
①パワー半導体の用途分野
②各種半導体素子の生産量、生産額
③パワー素子の物性と放熱(Si、SiC、GaN)
(2) パワー半導体の熱対策
(3) パワーモジュールの放熱構造
２−４ LED関連部品
２−４−１ LEDの市場と用途
(1) LEDの生産・販売量と市場動向
(2) LEDの劣化要因と放熱材料
２−４−２ LEDパッケージの構造と材料
２−４−３ LEDの熱対策と基板材料
２−４−４ 自動車用ヘッドランプ
(1) 自動車のLED採用状況と放熱設計
(2) LEDヘッドランプの構造と放熱対策
(3) LEDヘッドランプの出荷量と市場動向
２−５ 携帯電話機
２−５−１ 携帯電話機の発熱と対策
２−５−２ 放熱製品の種類と適用法
３. 放熱フィラーの最新マーケット動向
３−１ 放熱フィラーメーカーの設備増強
①デンカ ②トクヤマ ③古河電子
④日鉄ケミカル＆マテリアル ⑤その他
３−２ 高熱伝導フィラーの種類と特性
３−２−１ 放熱フィラーの形状と熱伝導性
①破砕状 ②球状 ③板状 ④針状・繊維状
３−２−２ 導電系・絶縁系フィラーの熱伝導率
①アルミナ ②窒化アルミニウム ③シリカ
④窒化ケイ素 ⑤窒化ホウ素 ⑥マグネシア
⑦黒鉛 ⑧炭素繊維 ⑨酸化亜鉛 ⑩その他
３−２−３ 放熱フィラーの開発動向
(1) 窒化アルミニウムウィスカー(U−MAP)
(2) 特殊形状アルミナ(DIC)
(3) 窒化ホウ素ナノチューブ
(4) カーボンナノチューブ
(5) 窒化ホウ素被覆炭化ケイ素
(6) セルロースナノファイバー
３−３ 高熱伝導性フィラーの市場動向
３−３−１ 絶縁系フィラーの価格
３−３−２ 絶縁系放熱材料の需要量と動向
①放熱フィラー ②放熱基板
３−３−３ 各種放熱フィラーの特性とメーカー動向
(1) アルミナ
①デンカ ②レゾナック ③住友化学 ④DIC、他
(2) 窒化ケイ素
①デンカ ②UBE ③トクヤマ ④その他
(3) 窒化アルミニウム
①トクヤマ ②古河電子 ③東洋アルミニウム
④燃焼合成 ⑤U−MAP ⑥レゾナック、他
(4) 窒化ホウ素
①デンカ ②トクヤマ ③三菱ケミカル
④レゾナック ⑤JFEミネラル ⑥ADEKA、他
(5) 酸化マグネシウム
①宇部マテリアルズ ②神島化学工業 ③デンカ、他
３−４ 高熱伝導フィラーのメーカー別事業展開
①デンカ ②トクヤマ ③レゾナック
④古河電子 ⑤JFEミネラル ⑥住友化学
⑦日本軽金属 ⑧神島化学工業 ⑨DIC
⑩宇部マテリアルズ ⑪東洋アルミニウム
⑫日鉄ケミカル＆マテリアル ⑬ADEKA
⑭日本ファインセラミックス ⑮三菱ケミカル
⑯大日精化工業 ⑰その他
４. 放熱製品のコンパウンド技術と市場展開
４−１ コンパウンド用樹脂の高熱伝導化
４−１−１ 各種ポリマーの熱伝導率
４−１−２ ポリマーの高熱伝導化
(1) 樹脂の高熱伝導化とコンポジット
①ポリマー延伸 ②磁場配向 ③その他
(2) 自己配向型メソゲン骨格エポキシ樹脂
(3) フィラー充填メソゲン骨格エポキシ樹脂
４−２ 放熱コンパウンドと熱伝導フィラー
４−２−１ コンパウンドの熱伝導率とフィラー
(1) 熱伝導率に与える影響因子と予測モデル
(2) フィラーの粒子径と形状
(3) フィラーの充填量とパーコレーション
(4) フィラーの分散状態
(5) 分散粒子の配向と熱伝導率
４−２−２ 放熱コンパウンドの熱伝導率測定法
①定常法 ②光交流法 ③ジュール交流加熱法
④非定常熱線法 ⑤レーザーフラッシュ法、他
４−３ 放熱コンパウンドの製品開発
４−３−１ 熱伝導率と導電性、絶縁性
①導電・熱伝導タイプ ②導電・高熱伝導タイプ
③絶縁・熱伝導タイプ ④絶縁・高熱伝導タイプ
４−３−２ コンパウンドの技術開発と製品特性
(1) 異粒子径フィラーの高密度充填
(2) 板状フィラーの垂直配向シート
(3) 炭素繊維の垂直配向シート
(4) 窒化ホウ素の剥離分散シート
(5) 窒化ケイ素のコンポジットと熱伝導率
(6) 静電吸着法によるコンポジット
(7) 高耐熱性樹脂の熱伝導コンポジット
４−３−３ コンパウンド用樹脂の種類
(1) シリコーン系コンパウンドの特性と課題
①低分子シロキサン ②ウェッター、他
(2) コンパウンド用樹脂の多様化と競合
４−３−４ 放熱コンパウンドの課題
４−４ 放熱製品の展開状況
４−４−１ 放熱コンパウンドの製品展開
(1) コンパウンド製品の種類と特性
①高硬度シート ②低硬度シート ③接着剤
④フェイズチェンジマテリアル ⑤グリース
⑥ギャップフィラー ⑦粘着テープ ⑧ゲル、他
(2) TIM用製品の適用法と課題
４−４−２ グラファイトシートの製品展開
(1) グラファイトシートの構造と熱伝導率
(2) グラファイトシートの製造法と製品展開
①膨張グラファイト法 ②炭化水素ガス堆積法
③高分子グラファイト化法(PIフィルム)、他
(3) グラファイトシートの製品構造
４−４−３ 発熱体の熱対策と部品設計
(1) 発熱部品と熱伝導設計
(2) 放熱製品の用途と役割
５. 高熱伝導基板のマーケットと競合
５−１ プリント配線板の市場動向
５−１−１ プリント配線板の品種別生産量
①リジッド配線板 ②フレキシブル配線板、他
５−１−２ 日系メーカーの国内・海外生産額
５−１−３ パッケージ基板の市場動向
５−２ 高熱伝導基板の最新動向
５−２−１ 各種プリント配線基板の特性比較
①セラミック基板 ②金属ベース基板 ③有機基板
５−２−２ 有機リジッド基板の種類と構造
(1) 有機リジッド基板の種類
(2) 有機リジッド基板の高熱伝導化
５−３ セラミック放熱基板の成長と製品展開
５−３−１ 高熱伝導セラミック基板の種類と特性
①窒化ケイ素基板 ②アルミナ基板
③窒化アルミニウム基板 ④その他
５−３−２ 車載用パワーモジュール基板の競合
５−３−３ 窒化ケイ素基板の拡大とメーカー動向
①東芝マテリアル ②フェローテック
③プロテリアル ④FJコンポジット
⑤日本ファインセラミックス ⑥デンカ、他
５−４ 金属ベース放熱基板の製品展開
５−４−１ 金属ベース基板の構造と熱伝導率
５−４−２ 金属ベース基板の用途展開と競合
①LEDヘッドランプ ②パワーモジュール
③DC／DCコンバータ ④その他
５−４−３ 基板メーカーの製品開発と事業展開
①日本発条 ②日本理化工業所 ③デンカ
④住友ベークライト ⑤その他
６. 放熱製品のメーカー動向
６−１ 放熱樹脂製品のメーカー全覧
６−２ 放熱製品メーカーの展開状況
６−２−１ 放熱製品の各社展開状況
６−２−２ グラファイトシートの各社展開状況
<刊行のねらい> 活発化する熱対策の設備投資
- いま、放熱材料の市場が活気づいている。デンカはシンガポールに球状アルミナの新工場を建設し、日鉄ケミカル＆マテリアルは増設を計画 している。窒化ケイ素ではデンカが設備を増強しており、UBEが増設を計画し、トクヤマが市場参入した。窒化アルミはトクヤマと古河電子 が増設し、レゾナックが新規参入している。窒化ケイ素は車載用パワーデバイスを中心に放熱基板の需要が拡大していることから、東芝マテリアル、 プロテリアル、日本ファインセラミックスが基板の設備を増強するなど、各社の動きが活発である。
- 放熱材料で成長が最も期待されているのは自動車である。車はパワーモジュール、高電圧バッテリー、高出力LEDランプなど発熱部品が多く 搭載されており、それらの需要が増えている。世界のEV・PHEV生産量は2022年に1,000万台を超え、わが国の販売台数も22年度に12万台 (前年度比2.2倍)を超えた。自動車では電装部品が増えており、5G基地局の新設も続くなど、熱マネジメントの市場は広がる一方である。
- 電子機器・部品は今後も小型化、高密度化していくため、発熱量の増加が避けられない状況である。当センターはこれまでに放熱材料・製品の 資料を何度か刊行してきたが、本レポートは改めて市場動向や新製品開発、各社の事業展開を精査し、その最新動向を整理、編纂したものである。
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１. 放熱材料・製品の最新動向１−１ 放熱材料・製品の成長要素
１−１−１ 自動車のEV化・自動運転化
１−１−２ 第５世代移動通信システム(5G)の導入
１−１−３ 高出力LEDの採用拡大
１−２ 放熱材料・製品による熱対策
１−２−１ 高熱伝導フィラーによる熱対策
１−２−２ 放熱材料の種類と製品展開
１−２−３ 熱伝導シートの技術要素
①低熱抵抗(薄さ) ②安全性(電気絶縁性)
③高熱伝導率 ④柔軟性 ⑤その他
１−３ 放熱製品の市場動向
１−３−１ 各種放熱製品の市場規模
(1) 放熱製品の市場規模推移
(2) 素材別の市場規模とシェア
①シリコーン系TIM ②エンプラ系コンパウンド
③非シリコーン系TIM ④グラファイトシート
(3) 製品別の市場規模とシェア
①ペースト ②樹脂系シート
③グラファイトシート ④ペレット
１−３−２ 各種放熱製品の需要量
①放熱シート ②ペースト ③グラファイトシート
１−４ 放熱基板の需要量と用途
①セラミック基板 ②金属ベース基板
１−５ 放熱製品の用途展開と展望
２. 放熱製品の用途展開と市場動向
２−１ 自動車部品
２−１−１ 拡大するEV・PHEVの市場
(1) 世界のEV・PHEV生産推移と市場動向
(2) 日本の電動車販売台数と生産状況
①EV ②PHEV ③HEV ④FCEV
２−１−２ 自動車の発熱部品と熱対策
(1) 発熱部品の拡大と高温化の要素
①電子制御システムの拡大
②パワーデバイスの小型化・高密度化
③高出力LEDヘッドランプの増加
(2) 自動車部品の熱対策と放熱製品のニーズ
２−１−３ 電子制御ユニットの熱対策
(1) ECUの種類と生産額推移
(2) ECUの小型化・統合化による高発熱化
(3) ECUの回路基板と熱対策
(4) エンジン制御ECUの放熱・耐熱設計
２−１−４ EV・HEVの熱対策
(1) EV・PHEV化とPCUの高出力密度化
(2) PCUの放熱構造
①パワー半導体の両面冷却構造
②パワーモジュールの冷却方式
２−１−５ パワーデバイス放熱基板の市場動向
(1) 電動化で拡大するパワーデバイス放熱基板
①セラミック基板 ②金属ベース基板
(2) 高熱伝導セラミック基板の材料と市場動向
①窒化ケイ素 ②窒化アルミ ③アルミナ、他
(3) 金属ベース基板の熱伝導率と展開状況
２−１−６ リチウムイオン二次電池の熱対策
(1) 電池パックの冷却方式(空冷式、水冷式)
(2) 熱伝導シートによる冷却システム
２−１−７ 自動車用放熱材料・製品の市場展望
２−２ 第５世代移動通信システム(5G)
２−２−１ 5Gの対応機器と放熱ニーズ
２−２−２ 放熱材料・製品の開発と展開状況
(1) 5G用放熱材料・製品の要求特性
(2) 5G用放熱フィラーの展開状況
(3) 5G用放熱製品の開発と製品展開
２−３ 電気・電子部品
２−３−１ 電子機器の放熱対策と冷却方式
２−３−２ パソコン用CPU
(1) ノートパソコンの熱対策
(2) CPUの冷却構造と熱伝導材料
(3) 熱伝導材料の種類と展開状況
２−３−３ パワーモジュール
(1) パワー半導体の用途と高出力化
①パワー半導体の用途分野
②各種半導体素子の生産量、生産額
③パワー素子の物性と放熱(Si、SiC、GaN)
(2) パワー半導体の熱対策
(3) パワーモジュールの放熱構造
２−４ LED関連部品
２−４−１ LEDの市場と用途
(1) LEDの生産・販売量と市場動向
(2) LEDの劣化要因と放熱材料
２−４−２ LEDパッケージの構造と材料
２−４−３ LEDの熱対策と基板材料
２−４−４ 自動車用ヘッドランプ
(1) 自動車のLED採用状況と放熱設計
(2) LEDヘッドランプの構造と放熱対策
(3) LEDヘッドランプの出荷量と市場動向
２−５ 携帯電話機
２−５−１ 携帯電話機の発熱と対策
２−５−２ 放熱製品の種類と適用法
３. 放熱フィラーの最新マーケット動向
３−１ 放熱フィラーメーカーの設備増強
①デンカ ②トクヤマ ③古河電子
④日鉄ケミカル＆マテリアル ⑤その他
３−２ 高熱伝導フィラーの種類と特性
３−２−１ 放熱フィラーの形状と熱伝導性
①破砕状 ②球状 ③板状 ④針状・繊維状
３−２−２ 導電系・絶縁系フィラーの熱伝導率
①アルミナ ②窒化アルミニウム ③シリカ
④窒化ケイ素 ⑤窒化ホウ素 ⑥マグネシア
⑦黒鉛 ⑧炭素繊維 ⑨酸化亜鉛 ⑩その他
３−２−３ 放熱フィラーの開発動向
(1) 窒化アルミニウムウィスカー(U−MAP)
(2) 特殊形状アルミナ(DIC)
(3) 窒化ホウ素ナノチューブ
(4) カーボンナノチューブ
(5) 窒化ホウ素被覆炭化ケイ素
(6) セルロースナノファイバー
３−３ 高熱伝導性フィラーの市場動向
３−３−１ 絶縁系フィラーの価格
３−３−２ 絶縁系放熱材料の需要量と動向
①放熱フィラー ②放熱基板
３−３−３ 各種放熱フィラーの特性とメーカー動向
(1) アルミナ
①デンカ ②レゾナック ③住友化学 ④DIC、他
(2) 窒化ケイ素
①デンカ ②UBE ③トクヤマ ④その他
(3) 窒化アルミニウム
①トクヤマ ②古河電子 ③東洋アルミニウム
④燃焼合成 ⑤U−MAP ⑥レゾナック、他
(4) 窒化ホウ素
①デンカ ②トクヤマ ③三菱ケミカル
④レゾナック ⑤JFEミネラル ⑥ADEKA、他
(5) 酸化マグネシウム
①宇部マテリアルズ ②神島化学工業 ③デンカ、他
３−４ 高熱伝導フィラーのメーカー別事業展開
①デンカ ②トクヤマ ③レゾナック
④古河電子 ⑤JFEミネラル ⑥住友化学
⑦日本軽金属 ⑧神島化学工業 ⑨DIC
⑩宇部マテリアルズ ⑪東洋アルミニウム
⑫日鉄ケミカル＆マテリアル ⑬ADEKA
⑭日本ファインセラミックス ⑮三菱ケミカル
⑯大日精化工業 ⑰その他
４. 放熱製品のコンパウンド技術と市場展開
４−１ コンパウンド用樹脂の高熱伝導化
４−１−１ 各種ポリマーの熱伝導率
４−１−２ ポリマーの高熱伝導化
(1) 樹脂の高熱伝導化とコンポジット
①ポリマー延伸 ②磁場配向 ③その他
(2) 自己配向型メソゲン骨格エポキシ樹脂
(3) フィラー充填メソゲン骨格エポキシ樹脂
４−２ 放熱コンパウンドと熱伝導フィラー
４−２−１ コンパウンドの熱伝導率とフィラー
(1) 熱伝導率に与える影響因子と予測モデル
(2) フィラーの粒子径と形状
(3) フィラーの充填量とパーコレーション
(4) フィラーの分散状態
(5) 分散粒子の配向と熱伝導率
４−２−２ 放熱コンパウンドの熱伝導率測定法
①定常法 ②光交流法 ③ジュール交流加熱法
④非定常熱線法 ⑤レーザーフラッシュ法、他
４−３ 放熱コンパウンドの製品開発
４−３−１ 熱伝導率と導電性、絶縁性
①導電・熱伝導タイプ ②導電・高熱伝導タイプ
③絶縁・熱伝導タイプ ④絶縁・高熱伝導タイプ
４−３−２ コンパウンドの技術開発と製品特性
(1) 異粒子径フィラーの高密度充填
(2) 板状フィラーの垂直配向シート
(3) 炭素繊維の垂直配向シート
(4) 窒化ホウ素の剥離分散シート
(5) 窒化ケイ素のコンポジットと熱伝導率
(6) 静電吸着法によるコンポジット
(7) 高耐熱性樹脂の熱伝導コンポジット
４−３−３ コンパウンド用樹脂の種類
(1) シリコーン系コンパウンドの特性と課題
①低分子シロキサン ②ウェッター、他
(2) コンパウンド用樹脂の多様化と競合
４−３−４ 放熱コンパウンドの課題
４−４ 放熱製品の展開状況
４−４−１ 放熱コンパウンドの製品展開
(1) コンパウンド製品の種類と特性
①高硬度シート ②低硬度シート ③接着剤
④フェイズチェンジマテリアル ⑤グリース
⑥ギャップフィラー ⑦粘着テープ ⑧ゲル、他
(2) TIM用製品の適用法と課題
４−４−２ グラファイトシートの製品展開
(1) グラファイトシートの構造と熱伝導率
(2) グラファイトシートの製造法と製品展開
①膨張グラファイト法 ②炭化水素ガス堆積法
③高分子グラファイト化法(PIフィルム)、他
(3) グラファイトシートの製品構造
４−４−３ 発熱体の熱対策と部品設計
(1) 発熱部品と熱伝導設計
(2) 放熱製品の用途と役割
５. 高熱伝導基板のマーケットと競合
５−１ プリント配線板の市場動向
５−１−１ プリント配線板の品種別生産量
①リジッド配線板 ②フレキシブル配線板、他
５−１−２ 日系メーカーの国内・海外生産額
５−１−３ パッケージ基板の市場動向
５−２ 高熱伝導基板の最新動向
５−２−１ 各種プリント配線基板の特性比較
①セラミック基板 ②金属ベース基板 ③有機基板
５−２−２ 有機リジッド基板の種類と構造
(1) 有機リジッド基板の種類
(2) 有機リジッド基板の高熱伝導化
５−３ セラミック放熱基板の成長と製品展開
５−３−１ 高熱伝導セラミック基板の種類と特性
①窒化ケイ素基板 ②アルミナ基板
③窒化アルミニウム基板 ④その他
５−３−２ 車載用パワーモジュール基板の競合
５−３−３ 窒化ケイ素基板の拡大とメーカー動向
①東芝マテリアル ②フェローテック
③プロテリアル ④FJコンポジット
⑤日本ファインセラミックス ⑥デンカ、他
５−４ 金属ベース放熱基板の製品展開
５−４−１ 金属ベース基板の構造と熱伝導率
５−４−２ 金属ベース基板の用途展開と競合
①LEDヘッドランプ ②パワーモジュール
③DC／DCコンバータ ④その他
５−４−３ 基板メーカーの製品開発と事業展開
①日本発条 ②日本理化工業所 ③デンカ
④住友ベークライト ⑤その他
６. 放熱製品のメーカー動向
６−１ 放熱樹脂製品のメーカー全覧
６−２ 放熱製品メーカーの展開状況
新製品開発、フィラー、コンパウンド樹脂、
製品ラインナップ、事業戦略、その他
製品ラインナップ、事業戦略、その他
６−２−２ グラファイトシートの各社展開状況
バナースペース
株式会社大阪ケミカル・
マーケティング・センター
〒543-0001
大阪市天王寺区上本町6-7-21-502
TEL 06-4305-6570(代表)
FAX 06-6774-6828