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高端电子材料是我国制造产业的短板
作者：王小广主编 杨柳著 来源：源头与活水 ：新型科研机构 责任编辑：深小安 2023-03-29 人已围观
有十多年高端电子材料研发经验的孙蓉博士描述道：“所有的集成电路芯片在完成前道工艺之后都要将其封装起来，布满成千上百个元器件的 集成电路好比电子产品的大脑，而封装材料则起到了支撑和保护‘大脑’ 的作用。近年来，摩尔定律面临挑战，集成电路产业对芯片轻薄化、小型化、多功能、低功耗的需求有增无减，因此需要电子封装技术不断创新突破，支撑整个芯片封装制造过程。这时，先进电子封装对材料提出了更高的挑战与要求。”
近年来，我国已经成为全球最大的电子信息产品制造基地。然而，高端电子封装材料仍是目前我国电子信息产业链的最薄弱环节之一，因为这 类材料纯度要求高、技术门槛高，大多国内厂家生产以中、低端材料为主，无法满足高端芯片制造的需求，高端封装材料基本依赖日本、欧美， 核心技术受制于人，高端电子材料国产化率仍然偏低，其中的某些关键原 材料还得完全依赖进口。
国外对高密度封装技术的研究与产业开发已经持续二十多年，包括美 国佐治亚理工电子封装研究中心、比利时 IMEC、新加坡微电子研究所等， 而我国在相应领域处于“跟随”阶段，尤其是高端（IC 级）封装材料，大 多停留在基础研究阶段和实验室阶段，而且研究方向比较零散、成果转化 力较弱。相反，日本的材料企业就始终坚持“材料是产业发展的基础”， 垄断大部分与高密度封装相关的高端材料和关键原材料，被誉为产业界的 “隐形冠军”，这也是日本集成电路行业和电子产品始终保持较强国际竞争力的原因。
我们从一些新闻报道中，也可以看到高端电子材料对一个国家的电子 信息产业发挥的重要作用。2019 年 7 月 1 日，日本经济产业省宣布，将 对出口韩国的半导体材料加强审查与管控，并将韩国排除在贸易“白色清 单”之外。此次限制向韩国出口三种关键电子材料：氟聚酰亚胺、光刻胶 及高纯度氟化氢。它们是智能手机、芯片的制造流程中不可或缺的重要原材料。 日本氟聚酰亚胺和光刻胶占全球总产量的 90％，全球半导体企业 70％的氟化氢需从日本进口。韩国三星电子、LG、SK等厂商所需的大多 数氟聚酰亚胺和高纯度氟化氢都是从日本进口。韩国贸易协会统计显示， 2018 年，韩国半导体出口额高达 1267 亿美元，占出口总额的 21%。日本 限制三种半导体材料出口，对于韩国半导体产业造成的冲击不言而喻。业内专家认为，如果韩国不能及时寻找到替代进口国，将直接对韩国半导体 产业产生重大影响，带来的经济损失可能高达数百亿美元。
既然高端电子材料对于国民经济发展有如此重要的作用，为何我国高 端电子材料的研发生产一直处于中低端水平呢？这背后的主要原因在于国 内集成电路产业起步晚、产业链不完善、缺乏测试验证平台、科研人员和 集成电路企业缺乏交流、学科深度交叉未形成，而且专业人才缺口极大。
电子材料研究院科研与产业部部长胡晓伟介绍：“除了上述的这些原 因外，还有两个重要原因，一是国内高端电子材料的研发精细化管理很欠缺，没有这方面的经验积累；二是需要国内的终端用户给予材料研发企业试错的机会，但过去很长一段时间国内的终端用户企业由于我国整体产业 链相对落后、‘试错’成本偏高等原因，终端用户很难给国内材料企业和 科研机构提供测试验证的机会，毕竟购买成熟的材料产品有相对稳定的综 合保障。”
然而，近两年随着全球贸易环境的骤然变化，供应链多元化成为必然发展趋势，材料研发机构迎来新的发展机遇，国内一些大型电子信息企业 纷纷开始采购国内的元器件和材料产品。电子材料研究院副院长张国平博 士欣喜地说：“国家对集成电路产业的支持力度加大，国内很多大企业也 愿意为国产材料提供试错机会，专业领域内的科研人员都感到非常振奋， 可以说国产高端电子材料的春天来了！”
近年来，我国已经成为全球最大的电子信息产品制造基地。然而，高端电子封装材料仍是目前我国电子信息产业链的最薄弱环节之一，因为这 类材料纯度要求高、技术门槛高，大多国内厂家生产以中、低端材料为主，无法满足高端芯片制造的需求，高端封装材料基本依赖日本、欧美， 核心技术受制于人，高端电子材料国产化率仍然偏低，其中的某些关键原 材料还得完全依赖进口。
国外对高密度封装技术的研究与产业开发已经持续二十多年，包括美 国佐治亚理工电子封装研究中心、比利时 IMEC、新加坡微电子研究所等， 而我国在相应领域处于“跟随”阶段，尤其是高端（IC 级）封装材料，大 多停留在基础研究阶段和实验室阶段，而且研究方向比较零散、成果转化 力较弱。相反，日本的材料企业就始终坚持“材料是产业发展的基础”， 垄断大部分与高密度封装相关的高端材料和关键原材料，被誉为产业界的 “隐形冠军”，这也是日本集成电路行业和电子产品始终保持较强国际竞争力的原因。
我们从一些新闻报道中，也可以看到高端电子材料对一个国家的电子 信息产业发挥的重要作用。2019 年 7 月 1 日，日本经济产业省宣布，将 对出口韩国的半导体材料加强审查与管控，并将韩国排除在贸易“白色清 单”之外。此次限制向韩国出口三种关键电子材料：氟聚酰亚胺、光刻胶 及高纯度氟化氢。它们是智能手机、芯片的制造流程中不可或缺的重要原材料。 日本氟聚酰亚胺和光刻胶占全球总产量的 90％，全球半导体企业 70％的氟化氢需从日本进口。韩国三星电子、LG、SK等厂商所需的大多 数氟聚酰亚胺和高纯度氟化氢都是从日本进口。韩国贸易协会统计显示， 2018 年，韩国半导体出口额高达 1267 亿美元，占出口总额的 21%。日本 限制三种半导体材料出口，对于韩国半导体产业造成的冲击不言而喻。业内专家认为，如果韩国不能及时寻找到替代进口国，将直接对韩国半导体 产业产生重大影响，带来的经济损失可能高达数百亿美元。
既然高端电子材料对于国民经济发展有如此重要的作用，为何我国高 端电子材料的研发生产一直处于中低端水平呢？这背后的主要原因在于国 内集成电路产业起步晚、产业链不完善、缺乏测试验证平台、科研人员和 集成电路企业缺乏交流、学科深度交叉未形成，而且专业人才缺口极大。
电子材料研究院科研与产业部部长胡晓伟介绍：“除了上述的这些原 因外，还有两个重要原因，一是国内高端电子材料的研发精细化管理很欠缺，没有这方面的经验积累；二是需要国内的终端用户给予材料研发企业试错的机会，但过去很长一段时间国内的终端用户企业由于我国整体产业 链相对落后、‘试错’成本偏高等原因，终端用户很难给国内材料企业和 科研机构提供测试验证的机会，毕竟购买成熟的材料产品有相对稳定的综 合保障。”
然而，近两年随着全球贸易环境的骤然变化，供应链多元化成为必然发展趋势，材料研发机构迎来新的发展机遇，国内一些大型电子信息企业 纷纷开始采购国内的元器件和材料产品。电子材料研究院副院长张国平博 士欣喜地说：“国家对集成电路产业的支持力度加大，国内很多大企业也 愿意为国产材料提供试错机会，专业领域内的科研人员都感到非常振奋， 可以说国产高端电子材料的春天来了！”
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