2022年全球半導體封裝材料市場達261億美元。

國際半導體產業協會日前發布最新《全球半導體封裝材料展望報告》。報告稱，受新型電子創新需求強勁的推動，到2027年，全球半導體封裝材料市場預計將達到298億美元，復合年增長率(CAGR)為2.7%，較2022年的261億美元收入有所增長。

高性能應用、5G、人工智能(AI)以及異構集成和系統封裝(SiP)技術的采用，對先進封裝解決方案的需求日益增長。新材料和工藝的發展使芯片具有更高的晶體管密度和更高的可靠性，也有助于市場的增長。

報告聯合發布方TechSearch International總裁兼創始人Jan Vardaman表示：“隨著新技術和應用推動對更先進、更多樣化材料的需求，半導體封裝材料行業正在發生重大變化。電介質材料和欠填充材料的進步推動了對扇入扇出晶圓級封裝（FLOWP）、倒裝芯片和2.5D/3D封裝的強勁需求。新的襯底技術，如硅中間層和使用RDL（再分配層）的有機中間層，也是封裝解決方案的關鍵增長動力。與此同時，對具有更精細特征層壓板的研究將隨著用于堆積基板的玻璃芯的發展而繼續進行。”

半導體封裝材料包含什么？

半導體封裝是指將通過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程。整個封裝流程需要用到的材料主要有芯片粘結材料、陶瓷封裝材料、鍵合絲、引線框架、封裝基板等。

1、粘結材料

粘結材料是采用粘結技術實現管芯與底座或封裝基板連接的材料,在物理化學性能上要滿足機械強度高、化學性能穩定、導電導熱、低固化溫度和可操作性強的要求。在實際應用中主要的粘結技術包括銀漿粘接技術、低熔點玻璃粘接技術、導電膠粘接技術等。

2、封裝基板

封裝材料主要起到保護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、固定、支撐芯片。

封裝基板通常可以分為有機、無機和復合等三類基板,在不同封裝領域各有優缺點。有機基板介電常數較低且易加工,適合導熱性能要求不高的高頻信號傳輸;無機基板以陶瓷為支撐體,耐熱性能好、布線容易且尺寸穩定性,但是成本和材料毒性有一定限制;復合基板則是根據不同需求特性來復合不同有機、無機材料。

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械支撐、環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率,在電熱機械等方面性能極其穩定,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)實現芯片內部電路引出端與外引線的電氣連接,形成電氣回路的關鍵結構件,它起到了和外部導線連接的橋梁作用,絕大部分的半導體集成塊中都需要使用引線框架,是電子信息產業中重要的基礎材料。

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二元合金更優的性能。

半導體材料產業位于集成電路產業鏈上游，是整個行業的根基。材料的品質將直接影響集成電路產品性能。因此半導體關鍵材料的穩定供應與半導體制造企業生產活動高度相關，對半導體市場及整個產業的發展也將產生決定性的影響。就中國市場來看，先進封裝材料市場較為分散，中國企業在鍵合絲、環氧塑封料、引線框架市場中具備一定影響力，國產化率水平較高，但是在封裝基板、芯片粘結材料方面與國際領先企業差距依然較大。

審核編輯 ：李倩