新型光固化3D打印陶瓷SiC材料打通散熱與絕緣，無需多層拼接，國宏天易又一突破

南極熊導(dǎo)讀：光固化3D打印的高性能反應(yīng)燒結(jié)碳化硅（SiC），導(dǎo)熱率高達(dá)320W/(m·K)，而且高絕緣性，國內(nèi)又一突破。

2026年4月12日，南極熊獲悉，在高端散熱材料領(lǐng)域，一項(xiàng)具有國際領(lǐng)先水平的突破性成果近日正式公布。西安國宏天易智能科技有限公司（以下簡稱國宏天易）憑借其自主研發(fā)的陶瓷光固化3D打印技術(shù)，成功制備出導(dǎo)熱率高達(dá)320W/(m·K)的高性能反應(yīng)燒結(jié)碳化硅（SiC）材料及部件。尤為關(guān)鍵的是，該材料在具備頂級導(dǎo)熱性能的同時(shí)，保持了極佳的絕緣特性（體積電阻率高達(dá)5.94×10^14 Ω·cm），這標(biāo)志著我國在先進(jìn)陶瓷增材制造領(lǐng)域取得重大突破，不僅將國宏天易此前公布的性能指標(biāo)>150W/(m·K)提升至全新高度，更使該材料在綜合性能上躋身全球頂尖熱管理材料行列，為高功率密度電子設(shè)備、新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域面臨的“散熱墻”與電氣隔離難題提供了革命性的中國方案。

一、散熱與絕緣的矛盾，正成為高功率電子設(shè)備的核心瓶頸

國宏天易宣布，正式推出自主研發(fā)的光固化3D打印反應(yīng)燒結(jié)碳化硅（SiC）材料及一體化部件。在高功率電子設(shè)備持續(xù)邁向更高功率密度與更高電壓等級的背景下，散熱與絕緣之間的矛盾已成為制約系統(tǒng)性能與可靠性的核心瓶頸。此次發(fā)布的材料實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)熱率不低于320 W/(m·K)、體積電阻率約101? Ω·cm的突破，但其真正意義并不止于材料性能的提升，而在于首次將高效散熱與高可靠絕緣集成于同一結(jié)構(gòu)中，從而推動(dòng)熱管理系統(tǒng)從傳統(tǒng)的多層堆疊走向功能一體化。

表1 高性能碳化硅導(dǎo)熱絕緣一體化部件性能表

性能指標(biāo)

此次突破性成果

熱導(dǎo)率

≥320 W/(m·K)

密度

3.23 g/cm3

致密度

≥99.7%

抗彎強(qiáng)度

≥320 MPa

沖擊韌性

108KJ/mm2

電阻率

5.94x10^14 Ω*cm

陶瓷硬度

3024HV

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度

極高（光固化3D打印）

二、從“多層拼接”到“一體化”，熱管理架構(gòu)發(fā)生了根本變化

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，熱管理系統(tǒng)通常由芯片、導(dǎo)熱界面材料、金屬散熱層、絕緣層再到冷卻結(jié)構(gòu)的多層拼接而成。這種架構(gòu)帶來了熱阻鏈過長、界面成為主要失效源、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且設(shè)計(jì)受限等長期問題。

而采用國宏天易的新一代SiC材料后，系統(tǒng)可以直接簡化為芯片與一體化SiC散熱結(jié)構(gòu)的組合，省去了關(guān)鍵界面層，顯著降低了熱阻，也大幅提升了系統(tǒng)的長期可靠性。因此，客戶獲得的核心價(jià)值不是單純的更高性能，而是更簡單的系統(tǒng)：設(shè)計(jì)更直接、制造更穩(wěn)定、組件數(shù)量減少、裝配風(fēng)險(xiǎn)降低，同時(shí)熱量導(dǎo)出更快，能夠支撐更高功率密度運(yùn)行，也不再需要依賴額外的絕緣層。

三、3D打印釋放設(shè)計(jì)自由度，讓“結(jié)構(gòu)”真正參與散熱

基于光固化3D打印技術(shù)，這種材料還具備極高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度，可以實(shí)現(xiàn)三維微通道冷卻結(jié)構(gòu)、分形或梯度散熱路徑，并共形貼合復(fù)雜器件表面。這意味著散熱不再只是材料問題，而是結(jié)構(gòu)加材料協(xié)同設(shè)計(jì)的問題。該技術(shù)尤其適用于那些以前很難同時(shí)滿足散熱與絕緣需求的應(yīng)用場景，例如千瓦級功耗且運(yùn)行電壓高的人工智能與高性能計(jì)算設(shè)備、對散熱與絕緣要求嚴(yán)苛的新能源汽車800V平臺(tái)，以及需要輕量化高可靠方案的5.5G/6G通信與航空航天領(lǐng)域。

四、瞄準(zhǔn)AI、800V汽車、航天等最難同時(shí)滿足散熱與絕緣的場景

這次突破的關(guān)鍵在于三項(xiàng)能力的統(tǒng)一：高導(dǎo)熱達(dá)到接近SiC材料的高端區(qū)間，高絕緣滿足高壓系統(tǒng)要求，同時(shí)復(fù)雜結(jié)構(gòu)可制造以支撐系統(tǒng)級設(shè)計(jì)。三者疊加構(gòu)成了真正的技術(shù)壁壘，也標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)競爭從單一材料性能走向系統(tǒng)能力的比拼。

五、從材料競爭到系統(tǒng)能力競爭，一個(gè)部件壓縮一套系統(tǒng)

國宏天易表示，這項(xiàng)技術(shù)的目標(biāo)不僅是提升材料性能，更是幫助客戶重構(gòu)熱管理系統(tǒng)架構(gòu)，未來將持續(xù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)、仿真與制造的一體化設(shè)計(jì)能力，提供面向應(yīng)用的定制化解決方案，并推動(dòng)工藝規(guī)模化與成本優(yōu)化。從多層堆疊到一體化設(shè)計(jì)，從材料優(yōu)化到系統(tǒng)重構(gòu)，國宏天易的高導(dǎo)熱絕緣SiC材料正推動(dòng)熱管理技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的階段：讓散熱系統(tǒng)從一個(gè)由多個(gè)部件組成的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)功能集成體。正如它所強(qiáng)調(diào)的，這不只是更好的材料，而是更簡單的系統(tǒng)。

關(guān)于西安國宏天易智能科技有限公司

西安國宏天易智能科技有限公司是一家專注于增材制造技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè)，也是西安交通大學(xué)的產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)、陜西省快速制造工程技術(shù)中心的共建單位，以陶瓷復(fù)合成型服務(wù)、陶瓷增材制造工業(yè)級裝備研發(fā)、金屬增材制造服務(wù)三大核心產(chǎn)品為支撐，集設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝開發(fā)、裝備研發(fā)、生產(chǎn)服務(wù)、特種檢測為一體，為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)。

注：本報(bào)道中提及的導(dǎo)熱率等關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)，均經(jīng)由第三方權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)驗(yàn)證。