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中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開國產(chǎn)關(guān)鍵材料支撐

2017-07-10     677 次

編者按:在國家集成電路產(chǎn)業(yè)政策的大力推動下,2016年中國半導(dǎo)體封測業(yè)在規(guī)模、技術(shù)、市場和創(chuàng)新等方面取得了亮麗的成績。然而在這亮麗成績的背后,是對于國外半導(dǎo)體封測材料的高度依賴,材料的國產(chǎn)化成為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的重要任務(wù)。在日前舉辦的第十五屆中國半導(dǎo)體封裝測試技術(shù)與市場年會期間,筆者采訪了上海飛凱光電材料股份有限公司總經(jīng)理張金山博士,他對于國產(chǎn)半導(dǎo)體發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)做了詳盡的分析。


中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會封裝分會提供的數(shù)據(jù)顯示,2016年中國封測市場銷售達(dá)到1523.2億元,同比增長約14.70%,國內(nèi)已有長電科技、通富微電、華天科技三家企業(yè)進(jìn)入全球前十強(qiáng),而長電科技更是28.99億美元躋身全球三甲。


與此同時(shí),中國的封測產(chǎn)業(yè)正在迎來廣闊的發(fā)展間空。面向物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、可穿戴設(shè)備等各種新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對SiP、BGA、FCBGA、CSP、WLP、WLCSP、FCCSP、FCQFN、BUMPING、2. 5D/3D (TSV)、Fan-in/out 等高端先進(jìn)封裝技術(shù)的需求在不斷增加。

然而在這亮麗成績的背后,是對于國外半導(dǎo)體封測材料的高度依賴,材料的國產(chǎn)化成為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的重要任務(wù)。

目前,中國半導(dǎo)體封裝材料中如硅晶圓、IC封裝基板、光刻膠、濕化學(xué)試劑、CMP拋光材料、無鉛焊錫球、高端環(huán)保EMC塑封料等大都需要依賴進(jìn)口,嚴(yán)重受制于國外的供應(yīng)商,發(fā)展緊迫性已經(jīng)不言而喻,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控急需在材料環(huán)節(jié)補(bǔ)強(qiáng)。
上 海飛凱光電材料股份有限公司總經(jīng)理張金山博士表示,材料作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最上游決定了下游產(chǎn)品的品質(zhì),供貨效率直接影響芯片生產(chǎn)進(jìn)度,由于物流和安全等因素,一些化學(xué)品運(yùn)輸危險(xiǎn)性較高、本地化生產(chǎn)銷售更有優(yōu)勢,半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化替代任務(wù)已經(jīng)成為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的重任。

張金山博士認(rèn)為,伴隨著中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,國產(chǎn)半導(dǎo)體材料行業(yè)也迎來了不可多得的發(fā)展機(jī)遇,目前中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在供需兩端都需要加速半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

目前,國內(nèi)IC制造和IC封測逐漸壯大對于國產(chǎn)材料產(chǎn)生了巨大的帶動作用,集成電路大基金的大力支持,有利于內(nèi)生和外延的協(xié)同發(fā)展。特別是在后摩爾定律時(shí)代,物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴等中段工藝的需求的產(chǎn)品降低了產(chǎn)品的門檻,以后將從追求工藝的“速度”逐漸向追求產(chǎn)品線的“寬度”轉(zhuǎn)變,這也是以材料為基礎(chǔ)的創(chuàng)新成為未來的趨勢。

當(dāng)然,中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程中,也面臨著不小的挑戰(zhàn)。

張金山表示,目前國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)眾多,但多以中低端產(chǎn)品為主,通常以“內(nèi)耗”價(jià)格戰(zhàn)為主,在某種意義上阻礙了行業(yè)創(chuàng)新。同時(shí)在高端材料領(lǐng)域也存在著兩大不利因素,一是存在技術(shù)因素,半導(dǎo)體材料屬于基礎(chǔ)性學(xué)科,需要長期的研發(fā)投入技術(shù)積累;二是存在資金因素,材料領(lǐng)域投資回報(bào)周期較長,同時(shí)半導(dǎo)體行業(yè)所需投資額通常較大,門檻較高。上述兩大因素是國內(nèi)材料供應(yīng)商需要克服的挑戰(zhàn)。

另外,半導(dǎo)體材料還存在著供應(yīng)鏈鏈認(rèn)證因素的困擾,通常下游制造和封測廠傾向于維持供應(yīng)商關(guān)系的穩(wěn)定,新的供應(yīng)商想打入新的供應(yīng)體系,需要經(jīng)過較為嚴(yán)格和繁瑣的認(rèn)證過程(通常在一年以上),大大增加了國內(nèi)企業(yè)的材料從研發(fā)走向商用化過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

在充分認(rèn)識中國半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展過程中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)后,上海飛凱光電材料股份有限公司在2010年決定進(jìn)入半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,決心依靠在光纖材料領(lǐng)域積累的創(chuàng)新資源,開發(fā)中國本土具備國際競爭力的半導(dǎo)體材料產(chǎn)品,履行振興中國半導(dǎo)體行業(yè)的使命。

據(jù)張金山博士介紹,目前上海飛凱光電材料股份有限公司的產(chǎn)品覆蓋了半導(dǎo)體行業(yè)主要材料領(lǐng)域,例如光刻膠、電鍍液、去膠液、蝕刻液、錫球和EMC。

在光刻膠領(lǐng)域,飛凱主要提供先進(jìn)封裝制造中使用的RDL及Bump電鍍開發(fā)光刻膠,分為10-30um,30-60um以及60um以上等級。面對目前行業(yè)同類產(chǎn)品還在面臨著厚膠的涂覆均勻性問題、抗干/濕法蝕刻及電鍍沖擊性能和高縱深化問題困擾時(shí),目前飛凱的研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對客戶以上問題,開發(fā)出了高分辨率、抗沖擊性能強(qiáng)的光刻膠。

在電鍍液領(lǐng)域,針對先進(jìn)封裝制程中金屬層的電鍍,飛凱的電鍍液有Cu,Au,Sn,SnAg等。在電鍍行業(yè)面臨產(chǎn)能瓶頸、電鍍過程中的氣孔問題、高縱深比或深孔電鍍均勻性問題、無 CN金電鍍液的穩(wěn)定性問題難題時(shí),飛凱開發(fā)出了高速銅電鍍來提高產(chǎn)能,并可以保持良好的電鍍形貌和良好的電鍍均勻性,具備高推力值的特性使得可以很好地完成替代國外產(chǎn)品的任務(wù)。

在去膠液、蝕刻液、錫球和EMC等領(lǐng)域,飛凱都做到了具備自主創(chuàng)新的能力,為未來的高端封裝所需的材料做好了準(zhǔn)備。

展望未來,張金山博士表達(dá)了希望政府有關(guān)部門能夠加強(qiáng)對于半導(dǎo)體材料支持的愿望,同時(shí)希望上下游廠商要攜手共建生態(tài)圈,共同為半導(dǎo)體材料研發(fā)過程中的“產(chǎn)品驗(yàn)證”環(huán)節(jié)提供良好的環(huán)境。


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