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