Jelenleg a környezetvédelem és az energiatakarékosság iránti növekvő hangoskodás a hazai új energiájú elektromos járműveket emelte a figyelem középpontjába. A nagy teljesítményű eszközök döntő szerepet játszanak a jármű sebességének szabályozásában, valamint a váltakozó és egyenáram átalakításának tárolásában. A nagyfrekvenciás hőciklus szigorú követelményeket támaszt az elektronikus csomagolások hőelvezetésével szemben, míg a munkakörnyezet összetettsége és változatossága megköveteli, hogy a csomagolóanyagok jó hősokkállósággal és nagy szilárdsággal rendelkezzenek, hogy támogató szerepet töltsenek be. Ezenkívül a modern teljesítményelektronikai technológia gyors fejlődésével, amelyet nagy feszültség, nagy áramerősség és nagy frekvencia jellemez, az ehhez a technológiához alkalmazott teljesítménymodulok hőelvezetési hatékonysága kritikusabbá vált. Az elektronikus csomagolórendszerekben található kerámia hordozóanyagok a hatékony hőelvezetés kulcsát jelentik, emellett nagy szilárdsággal és megbízhatósággal is rendelkeznek a munkakörnyezet összetettsége miatt. Az elmúlt években tömegesen gyártott és széles körben használt fő kerámia hordozók az Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN stb.
Az Al2O3 kerámia fontos szerepet játszik a hőleadó szubsztrátum iparban egyszerű előkészítési folyamata, jó szigetelése és magas hőmérsékleti ellenállása miatt. Az Al2O3 alacsony hővezető képessége azonban nem felel meg a nagy teljesítményű és nagyfeszültségű eszközök fejlesztési követelményeinek, és csak olyan munkakörnyezetben alkalmazható, ahol alacsony hőelvezetési követelmények vannak. Ezen túlmenően az alacsony hajlítószilárdság korlátozza az Al2O3 kerámiák hőelvezető hordozóként való alkalmazási körét is.
A BeO kerámia hordozók magas hővezető képességgel és alacsony dielektromos állandóval rendelkeznek, hogy megfeleljenek a hatékony hőelvezetés követelményeinek. De nem alkalmas a nagyszabású alkalmazásra, mivel toxicitása van, ami a munkavállalók egészségét érinti.
Az AlN kerámiát nagy hővezető képessége miatt hőelvezető hordozó jelölt anyagnak tekintik. Az AlN kerámiának azonban gyenge a hősokkállósága, könnyen elfolyósítható, alacsony a szilárdsága és szívóssága, ami nem kedvez az összetett környezetben való munkavégzésnek, és nehéz biztosítani az alkalmazások megbízhatóságát.
A SiC kerámia magas hővezető képességgel rendelkezik, nagy dielektromos vesztesége és alacsony áttörési feszültsége miatt nem alkalmas nagyfrekvenciás és feszültségű működési környezetekben való használatra.
A Si3N4-et a legjobb kerámia hordozóanyagként ismerik el, magas hővezető képességgel és nagy megbízhatósággal itthon és külföldön egyaránt. Bár a Si3N4 kerámia hordozó hővezető képessége valamivel alacsonyabb, mint az AlN-é, hajlítószilárdsága és törési szívóssága több mint kétszerese az AlN-énak. Eközben a Si3N4 kerámia hővezető képessége sokkal magasabb, mint az Al2O3 kerámiáé. Ezenkívül a Si3N4 kerámia hordozók hőtágulási együtthatója közel áll a SiC kristályokéhoz, a 3. generációs félvezető hordozóhoz, ami lehetővé teszi, hogy stabilabban illeszkedjen a SiC kristályanyaghoz. Ez teszi a Si3N4-et a nagy hővezető képességű hordozók előnyben részesített anyagává a 3. generációs SiC félvezető tápegységekhez.
