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中国半导体产业发展离不开国产关键材料支撑

于寅虎 2017/7/10 16:29:00

编者按:在国家集成电路产业政策的大力推动下,2016年中国半导体封测业在规模、技术、市场和创新等方面取得了亮丽的成绩。然而在这亮丽成绩的背后,是对于国外半导体封测材料的高度依赖,材料的国产化成为中国半导体产业自主发展的重要任务。在日前举办的第十五届中国半导体封装测试技术与市场年会期间,笔者采访了上海飞凯光电材料股份有限公司总经理张金山博士,他对于国产半导体发展的机遇与挑战做了详尽的分析。

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图为张金山博士(左)接受记者专访。

中国半导体行业协会封装分会提供的数据显示,2016年中国封测市场销售达到1523.2亿元,同比增长约14.70%,国内已有长电科技、通富微电、华天科技三家企业进入全球前十强,而长电科技更是28.99亿美元跻身全球三甲。

与此同时,中国的封测产业正在迎来广阔的发展间空。面向物联网、汽车电子、可穿戴设备等各种新兴产业的发展,对SiP、BGA、FCBGA、CSP、WLP、WLCSP、FCCSP、FCQFN、BUMPING、2. 5D/3D (TSV)、Fan-in/out 等高端先进封装技术的需求在不断增加。

然而在这亮丽成绩的背后,是对于国外半导体封测材料的高度依赖,材料的国产化成为中国半导体产业自主发展的重要任务。

目前,中国半导体封装材料中如硅晶圆、IC封装基板、光刻胶、湿化学试剂、CMP抛光材料、无铅焊锡球、高端环保EMC塑封料等大都需要依赖进口,严重受制于国外的供应商,发展紧迫性已经不言而喻,中国半导体产业的自主可控急需在材料环节补强。

上海飞凯光电材料股份有限公司总经理张金山博士表示,材料作为半导体产业的最上游决定了下游产品的品质,供货效率直接影响芯片生产进度,由于物流和安全等因素,一些化学品运输危险性较高、本地化生产销售更有优势,半导体材料的国产化替代任务已经成为国内相关企业的重任。

张金山博士认为,伴着着中国半导体产业的飞速发展,国产半导体材料行业也迎来了不可多得的发展机遇,目前中国半导体产业在供需两端都需要加速半导体材料的国产化替代进程。

目前,国内IC制造和IC封测逐渐壮大对于国产材料产生了巨大在带动作用,集成电路大基金的大力支持,有利于内生和外延的协同发展。特别是在后摩尔定律时代,物联网、可穿戴等中段工艺的需求的产品降低了产品的门槛,以后将从追求工艺的“速度”逐渐向追求产品线的“宽度”转变,这也是以材料为基础的创新成为未来的趋势。

当然,中国半导体材料国产化进程中,也面临着不小的挑战。

张金山表示,目前国内半导体材料企业众多,但多以中低端产品为主,通常以“内耗”价格战为主,在某种意义上阻碍了行业创新。同时在高端材料领域也存在着两大不利因素,一是存在技术因素,半导体材料属于基础性学科,需要长期的研发投入技术积累;二是存在资金因素,材料领域投资回报周期较长,同时半导体行业所需投资额通常较大,门槛较高。上述两大因素是国内材料供应商需要克服的挑战。

另外,半导体材料还存在着供应链链认证因素的困扰,通常下游制造和封测厂倾向于维持供应商关系的稳定,新的供应商想打入新的供应体系,需要经过较为严格和繁琐的认证过程(通常在一年以上),大大增加了国内企业的材料从研发走向商用化过程中的风险。

在充分认识中国半导体材料行业发展过程中的机遇与挑战后,上海飞凯光电材料股份有限公司在2010年决定进入半导体材料领域,决心依靠在光纤材料领域积累的创新资源,开发中国本土具备国际竞争力的半导体材料产品,履行振兴中国半导体行业的使命。

据张金山博士介绍,目前上海飞凯光电材料股份有限公司的产品覆盖了半导体行业主要材料领域,例如光刻胶、电镀液、去胶液、蚀刻液、锡球和EMC。

在光刻胶领域,飞凯主要提供先进封装制造中使用的RDL及Bump电镀开发光刻胶,分为10-30um,30-60um以及60um以上等级。面对目前行业同类产品还在面临着厚胶的涂覆均匀性问题、抗干/湿法蚀刻及电镀冲击性能和高纵深化问题困扰时,目前飞凯的研发团队针对客户以上问题,开发出了高分辨率、抗冲击性能强的光刻胶。

在电镀液领域,针对先进封装制程中金属层的电镀,飞凯的电镀液有Cu,Au,Sn,SnAg等。在电镀行业面临产能瓶颈、电镀过程中的气孔问题、高纵深比或深孔电镀均匀性问题、无CN金电镀液的稳定性问题难题时,飞凯开发出了高速铜电镀来提高产能,并可以保持良好的电镀形貌和良好的电镀均匀性,具备高推力值的特性使得可以很好地完成替代国外产品的任务。

在去胶液、蚀刻液、锡球和EMC等领域,飞凯都做到了具备自主创新的能力,为未来的高端封装所需的材料做好了准备。

展望未来,张金山博士表达了希望政府有关部门能够加强对于半导体材料支持的愿望,同时希望上下游厂商要携手共建生态圈,共同为半导体材料研发过程中的“产品验证”环节提供良好的环境。


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