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，是對于國外半導體封測材料的高度依賴，材料的國產(chǎn)化成為中國半導體產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的重要任務。在日前舉辦的第十五屆中國半導體封裝測試技術(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)半導體發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)做了詳盡的分析。
中國半導體行業(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)進入全球前十強，而長電科技更是28.99億美元躋身全球三甲。
與此同時，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，是對于國外半導體封測材料的高度依賴，材料的國產(chǎn)化成為中國半導體產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的重要任務。
目前，中國半導體封裝材料中如硅晶圓、IC封裝基板、光刻膠、濕化學試劑、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口，嚴重受制于國外的供應商，發(fā)展緊迫性已經(jīng)不言而喻，中國半導體產(chǎn)業(yè)的自主可控急需在材料環(huán)節(jié)補強。
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)進度，由于物流和安全等因素，一些化學品運輸危險性較高、本地化生產(chǎn)銷售更有優(yōu)勢，半導體材料的國產(chǎn)化替代任務已經(jīng)成為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的重任。
張金山博士認為，伴隨著中國半導體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，國產(chǎn)半導體材料行業(yè)也迎來了不可多得的發(fā)展機遇，目前中國半導體產(chǎn)業(yè)在供需兩端都需要加速半導體材料的國產(chǎn)化替代進程。
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。
當然，中國半導體材料國產(chǎn)化進程中，也面臨著不小的挑戰(zhàn)。
張金山表示，目前國內(nèi)半導體材料企業(yè)眾多，但多以中低端產(chǎn)品為主，通常以“內(nèi)耗”價格戰(zhàn)為主，在某種意義上阻礙了行業(yè)創(chuàng)新。同時在高端材料領(lǐng)域也存在著兩大不利因素，一是存在技術(shù)因素，半導體材料屬于基礎(chǔ)性學科，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)域投資回報周期較長，同時半導體行業(yè)所需投資額通常較大，門檻較高。上述兩大因素是國內(nèi)材料供應商需要克服的挑戰(zhàn)。
另外，半導體材料還存在著供應鏈鏈認證因素的困擾，通常下游制造和封測廠傾向于維持供應商關(guān)系的穩(wěn)定，新的供應商想打入新的供應體系，需要經(jīng)過較為嚴格和繁瑣的認證過程（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險。
在充分認識中國半導體材料行業(yè)發(fā)展過程中的機遇與挑戰(zhàn)后，上海飛凱光電材料股份有限公司在2010年決定進入半導體材料領(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體材料產(chǎn)品，履行振興中國半導體行業(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，目前飛凱的研發(fā)團隊針對客戶以上問題，開發(fā)出了高分辨率、抗沖擊性能強的光刻膠。
在電鍍液領(lǐng)域，針對先進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，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。
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備。
展望未來，張金山博士表達了希望政府有關(guān)部門能夠加強對于半導體材料支持的愿望，同時希望上下游廠商要攜手共建生態(tài)圈，共同為半導體材料研發(fā)過程中的“產(chǎn)品驗證”環(huán)節(jié)提供良好的環(huán)境。
