探索“联合攻关体”模式，发力高端材料国产化

集成电路产业属于国家核心战略产业，先进集成电路技术代表国家核心竞争力。由于“摩尔定律”接近物理极限，微型化和多功能化集成电路成为发展新引擎。在先进封装技术方面，以晶圆级封装为核心的中道技术成为竞争焦点，高密度晶圆级扇入、晶圆级扇出、以硅通孔（TSV）和高密度再布线（RDL）为核心的2.5D、3DIC集成技术迅速发展。其中，高密度再布线工艺能力迅速提升，线宽线距从原10/10µm微缩到2/2µm以下，可支撑高端芯片和产品的广泛应用，特别在智能手机、5G通信、物联网、高性能计算、存储、大数据、航空航天电子等领域具有不可或缺的重要意义。
 
作为晶圆级封装的核心材料，光敏聚酰亚胺（PSPI）是一种兼具光刻功能和特种功能的聚酰亚胺材料，凭借优异的机械、介电、耐热、耐腐等性质，被广泛用于集成电路芯片表面钝化以及晶圆级封装、面板级封装（PLP）的表面再布线工艺，在复杂的芯片封装结构中起到应力缓冲、降低介电损耗、拓展芯片封装面积、保护芯片等作用。目前，我国在PSPI技术领域的基础研究尚处于起步阶段，国内还没有一家材料公司有能力实现规模化商业供应。因此，PSPI国产化制造需求迫切。
 
张国平语速急迫地说：“我国每年向日本企业采购约20吨的PSPI材料，此类材料无法通过自主研发实现国产化供应的现状，正严重地制约着我国集成电路先进封装产业的发展，进而对上游的集成电路制造以及下游的5G通信、消费类电子等关乎国民经济生活的战略性产业造成了系统性风险。”
 
为了破解光敏聚酰亚胺材料的难题，2020年12月，电子材料院与常州强力电子新材料股份有限公司（以下简称“强力新材”）正式签署战略合作协议，成立先进电子封装材料联合攻关体，旨在共同推进先进封装电子材料的基础研究与产业应用。
 
强力新材是全球光刻胶专用电子化学品及感光材料的主要供应商，自主创新的印制电路板干膜光刻胶及平板显示彩色滤光片光刻胶销售居全球前列，不仅填补了国内空白，相关知识产权布局也为光刻胶全产业链国产化提供了重要保障。
 
根据电子材料院和强力新材的合作协议，双方将成熟技术转移的知识产权股份化收益分配前置到项目研发阶段，探索虚拟“股份制”合作创新模式。电子材料院以科研条件、知识产权、研发团队等要素投入估值5100万元，占“股”51%；公司投资现金4900万元，占“股”49%，共计1亿元开发光敏聚酰亚胺材料。同意以“增资扩股”形式吸纳更多合作伙伴进入联合体，广泛调动市场资源。这种联合攻关体的合作创新模式开创了科研机构与产业界“股份制”管理研发项目的先河，打破传统“一对一”封闭式横向项目合作的禁锢与限制。
 
“研发阶段以电子材料院为主导，后期技术转化以公司为主导，为从研发到量产设计最合理的路径。”张国平介绍，“与企业建立联合攻关体，在项目初期就约定企业与研究机构的出资比例，在中试转化时按照投入比例分成，吸引社会资本参与，减少政府财政的投入。联合攻关将加速推动我国先进封装材料的技术研究与应用，尽早实现我国半导体先进封装材料的国产化。”
 
令人振奋的是，张国平牵头的“面向晶圆级先进封装的低温固化光敏聚酰亚胺材料制备及构效关系研究”，于2022年初获批国家自然科学基金项目支持。相信在产业界、科技界的共同努力下，实现光敏聚酰亚胺材料的国产化指日可待。