本文來(lái)自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫”，由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID:ICVIEWS）綜合。
2022年全球半導(dǎo)體封裝材料市場(chǎng)達(dá)261億美元。
國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)日前發(fā)布最新《全球半導(dǎo)體封裝材料展望報(bào)告》。報(bào)告稱，受新型電子創(chuàng)新需求強(qiáng)勁的推動(dòng)，到2027年，全球半導(dǎo)體封裝材料市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到298億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為2.7%，較2022年的261億美元收入有所增長(zhǎng)。
高性能應(yīng)用、5G、人工智能(AI)以及異構(gòu)集成和系統(tǒng)封裝(SiP)技術(shù)的采用，對(duì)先進(jìn)封裝解決方案的需求日益增長(zhǎng)。新材料和工藝的發(fā)展使芯片具有更高的晶體管密度和更高的可靠性，也有助于市場(chǎng)的增長(zhǎng)。
報(bào)告聯(lián)合發(fā)布方TechSearch International總裁兼創(chuàng)始人Jan Vardaman表示：“隨著新技術(shù)和應(yīng)用推動(dòng)對(duì)更先進(jìn)、更多樣化材料的需求，半導(dǎo)體封裝材料行業(yè)正在發(fā)生重大變化。電介質(zhì)材料和欠填充材料的進(jìn)步推動(dòng)了對(duì)扇入扇出晶圓級(jí)封裝（FLOWP）、倒裝芯片和2.5D/3D封裝的強(qiáng)勁需求。新的襯底技術(shù)，如硅中間層和使用RDL（再分配層）的有機(jī)中間層，也是封裝解決方案的關(guān)鍵增長(zhǎng)動(dòng)力。與此同時(shí)，對(duì)具有更精細(xì)特征層壓板的研究將隨著用于堆積基板的玻璃芯的發(fā)展而繼續(xù)進(jìn)行。”
半導(dǎo)體封裝材料包含什么？
半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程。整個(gè)封裝流程需要用到的材料主要有芯片粘結(jié)材料、陶瓷封裝材料、鍵合絲、引線框架、封裝基板等。
1、粘結(jié)材料
粘結(jié)材料是采用粘結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)管芯與底座或封裝基板連接的材料,在物理化學(xué)性能上要滿足機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電導(dǎo)熱、低固化溫度和可操作性強(qiáng)的要求。在實(shí)際應(yīng)用中主要的粘結(jié)技術(shù)包括銀漿粘接技術(shù)、低熔點(diǎn)玻璃粘接技術(shù)、導(dǎo)電膠粘接技術(shù)等。
2、封裝基板
封裝材料主要起到保護(hù)芯片與連接下層電路板的作用。完整的芯片是由裸芯片與封裝體組合而成,封裝基板能夠保護(hù)、固定、支撐芯片。
封裝基板通常可以分為有機(jī)、無(wú)機(jī)和復(fù)合等三類基板,在不同封裝領(lǐng)域各有優(yōu)缺點(diǎn)。有機(jī)基板介電常數(shù)較低且易加工,適合導(dǎo)熱性能要求不高的高頻信號(hào)傳輸;無(wú)機(jī)基板以陶瓷為支撐體,耐熱性能好、布線容易且尺寸穩(wěn)定性,但是成本和材料毒性有一定限制;復(fù)合基板則是根據(jù)不同需求特性來(lái)復(fù)合不同有機(jī)、無(wú)機(jī)材料。
3、陶瓷封裝材料
陶瓷封裝材料是電子封裝材料的一種,用于承載電子元器件的機(jī)械支撐、環(huán)境密封和散熱等功能。相比于金屬封裝材料和塑料封裝材料,陶瓷封裝材料具有耐濕性好,良好的線膨脹率和熱導(dǎo)率,在電熱機(jī)械等方面性能極其穩(wěn)定,但是加工成本高,具有較高的脆性。
4、引線框架及鍵合材料
引線框架作為集成電路的芯片載體,是一種借助于鍵合材料(金絲、鋁絲、銅絲)實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接,形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件,它起到了和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用,絕大部分的半導(dǎo)體集成塊中都需要使用引線框架,是電子信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。
引線框架用銅合金大致分為銅一鐵系、銅一鎳一錫系、銅一鉻系、銅一鎳一錫系(JK--2合金)等,三元、四元等多元系銅合金能夠取得比傳統(tǒng)二元合金更優(yōu)的性能。
半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游，是整個(gè)行業(yè)的根基。材料的品質(zhì)將直接影響集成電路產(chǎn)品性能。因此半導(dǎo)體關(guān)鍵材料的穩(wěn)定供應(yīng)與半導(dǎo)體制造企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)高度相關(guān)，對(duì)半導(dǎo)體市場(chǎng)及整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將產(chǎn)生決定性的影響。就中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，先進(jìn)封裝材料市場(chǎng)較為分散，中國(guó)企業(yè)在鍵合絲、環(huán)氧塑封料、引線框架市場(chǎng)中具備一定影響力，國(guó)產(chǎn)化率水平較高，但是在封裝基板、芯片粘結(jié)材料方面與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)差距依然較大。
