電子信息技術的高速發展對電子材料及元器件技術不斷提出新的要求,推動其產品升級換代。我國電子材料業經過“十五”期間的發展,在各個領域取得了一定的成效,為“十一五”的發展奠定了良好的基礎。
半導體、平板顯示材料、無鉛焊料需求增長
目前,電子元器件正進入以新型電子元器件為主體的時代,它將基本上取代傳統元器件,由原來只為適應整機的小型化及其裝配新工藝的要求,變成為滿足數字技術、微電子技術發展所提出的特性要求。另一方面,新型電子元器件技術的發展體現了當代和今后電子元器件向多功能、數字化、模塊化、智能化、綠色化等發展的趨勢。
半導體硅材料大直徑化趨勢明顯,200mm繼續保持集成電路半導體市場需求的主流地位,300mm硅晶片發展十分迅猛。2005年,全球在300mm生產線設備上的投資額從2004年的130.3億美元上升到2005年的184.1億美元,占所有硅片生產設備投資總額的比例從55%上升到62%,產量中300mm硅片在全部硅片的比例已從2004年的12%上升到2005年的20%多,超過了1.5億平方英寸,預計2006年將達到2億平方英寸。
隨著信息產業的快速發展,中國巨大市場需求的拉動,中國半導體、元器件產業連續多年增長速度位居世界首位。隨著國內技術水平不斷提高以及人才、資源方面的優勢,國外材料制造業逐步向中國內地轉移。特別是光伏產業的迅速發展,進一步刺激了多晶硅、單晶硅等基礎材料需求量的不斷增長,預計2006年國內多晶硅的需求量將超過3000噸。四川新光硅業科技有限公司等企業千噸級多晶硅生產線的建設或投產,將有助于緩解供需緊張的局面。
中國半導體集成電路、光伏產業2006年年增長率在30%以上,雖然國際市場對4英寸、5英寸、6英寸硅片的需求在下降,但中國的生產還會持續多年,預計未來幾年小尺寸硅單晶的年產量仍在2500噸左右,8英寸、12英寸硅片產量將提升,逐步形成2~3個滿足100nm-45nm線寬集成電路需求的8英寸、12英寸硅拋光片和外延片的高技術產業基地;將建設成6英寸~8英寸SOI、SiGe和應變硅材料產業化示范工程。
在平板顯示用材料方面,未來幾年電子信息領域將出現一個年產值2800億美元以上的大型市場,這就是以平板顯示為特點之一的新一代數字電視市場。而平板顯示器件中材料成本占到較大的比例,預計國內LCD用基片玻璃需求量將達到3000萬平方米/年(其中TFT需求為1600萬平方米/年,TN、STN需求為1200萬平方米/年);LCD用彩色濾光片國內需求量將超過1000萬平方米。由于這些產品利潤相對較大,大力發展這些材料,將成為中國經濟新的增長點。
歐盟RoHS及WEEE指令的陸續實施和我國《電子信息產品污染控制管理辦法》的出臺,半導體先進封裝對無鉛焊料的需求將持續增長,綠色環保技術升溫,無鉛化仍成為熱點。同時,各企業制定相關應對措施,新型無鉛化產品層出不窮,大量無鉛材料被投入使用。中國年需求無鉛焊料約為7萬噸,占世界使用量的約35%,發展無鉛焊料勢在必行。
總之,2006年電子材料發展將持續穩步增長,尤其是多晶硅等基礎材料受光伏產業的影響,增長迅速;而長期依賴進口的部分電子材料,將繼續承受原材料漲價和較高的進口關稅等壓力。國內企業急需加強自主創新,掌握核心技術,重視自我技術的提升和自主知識產權的保護,加大高檔電子信息材料規模化生產和品牌宣傳,在機遇和挑戰中發展壯大。
科研與新品開發取得新進展
去年,無鉛焊料和綠色環保材料的開發取得了較大進展。在電子材料行業協會錫焊料分會的組織下,生產企業自投資金,研制了具有自主知識產權的錫銀銅添加稀土元素的無鉛合金焊料,已提供用戶試用認定,并起草了無鉛合金焊料的行業標準。無鹵元素的封裝材料和覆銅板材料在中科院化學研究所、東莞生益科技公司等覆銅板生產企業的開發也取得了一定突破。
中科院半導體所在研發半導體材料方面取得了一些科技成果,如:研究掌握了6英寸具有自主知識產權的大直徑砷化鎵單晶生長熱場設計、生長控制及晶錠退火等技術,單晶重量達到5kg,晶體技術指標均達到同期國內領先、國際先進水平。同時開發了具有自主知識產權的2英寸~6英寸砷化鎵開盒即用晶片的多線切割技術、超低損傷層的化學機械拋光技術等,晶片技術指標達到國際先進水平。發明了用透射偏振差分譜法測試砷化鎵材料殘余應力,此方法在國際尚屬首創。在“GaN基倒裝結構功率型LED及關鍵技術”方面,成功研制出GaN基倒裝結構功率型藍光、白光LED,綜合指標在國內處于領先地位,部分指標超過2005年國際同類器件的技術指標。開發了一種光、電、熱綜合模擬的倒裝結構LED的設計方法,在國際上首次提出并實現了一種具有熱阻背孔結構過渡熱沉的倒裝功率型LED芯片,申請受理國際和國內專利各一項,連續12個批次(1個批次6片)的工程化研究,平均合格率達到80%。
通過長飛光纖光纜公司、浙江富通集團公司、江蘇法爾勝公司的技術攻關,使中國在光纖預制棒產業化技術上又有了新的突破,光棒直徑從2004年的80毫米做到現在的120毫米,拉絲長度可達1000公里,光纖水峰衰減值降至0.29db/km。光纖預制棒用四氯化鍺在北京國晶輝紅外光學科技公司的技術攻關下取得了非常可喜的成果,產品性能達到了國外同類產品水平,替代了進口產品,市場占有率從40%提高到90%,并出口國際市場。
重大工程重點項目建設兩路并進
2005年12月,年產300噸規模的多晶硅項目順利投產,標志著中國多晶硅產業在生產規模和技術水平方面有了一個很大的進步。與此同時,1000噸多晶硅項目已破土動工,預計2006年底竣工。
山東招遠金寶電子公司承擔的國家發改委“高檔電解銅箔產業化”示范項目,自主設計了一條投資少、技術水平高、生產成本低的生產線,在同等生產規模的情況下,投資比國外節省1/3,生產成本低10%左右,產品技術水平達到國際先進水平,有較強的競爭能力,在國內同行業起到了良好的示范作用。
珠海功控玻璃纖維公司生產的覆銅板生產用電子級玻璃布(7628布),在性能和生產規模上有了較大提升,企業規模已進入世界五強之列,特別是“開纖技術”的攻關在2005年取得了重大突破,促進了多層印制電路板用材料的發展。
北京石晶光電科技公司在承擔的國家發改委“光電信息產品用高品質石英晶體材料高技術示范工程”項目上已取得相當大的進展,使其從單一的壓電石英晶體材料轉向壓電石英晶體材料和光學石英晶體材料相結合的生產企業,成為國內規模最大、產品質量最好的石英晶體材料生產基地。
半導體、平板顯示材料、無鉛焊料需求增長
目前,電子元器件正進入以新型電子元器件為主體的時代,它將基本上取代傳統元器件,由原來只為適應整機的小型化及其裝配新工藝的要求,變成為滿足數字技術、微電子技術發展所提出的特性要求。另一方面,新型電子元器件技術的發展體現了當代和今后電子元器件向多功能、數字化、模塊化、智能化、綠色化等發展的趨勢。
半導體硅材料大直徑化趨勢明顯,200mm繼續保持集成電路半導體市場需求的主流地位,300mm硅晶片發展十分迅猛。2005年,全球在300mm生產線設備上的投資額從2004年的130.3億美元上升到2005年的184.1億美元,占所有硅片生產設備投資總額的比例從55%上升到62%,產量中300mm硅片在全部硅片的比例已從2004年的12%上升到2005年的20%多,超過了1.5億平方英寸,預計2006年將達到2億平方英寸。
隨著信息產業的快速發展,中國巨大市場需求的拉動,中國半導體、元器件產業連續多年增長速度位居世界首位。隨著國內技術水平不斷提高以及人才、資源方面的優勢,國外材料制造業逐步向中國內地轉移。特別是光伏產業的迅速發展,進一步刺激了多晶硅、單晶硅等基礎材料需求量的不斷增長,預計2006年國內多晶硅的需求量將超過3000噸。四川新光硅業科技有限公司等企業千噸級多晶硅生產線的建設或投產,將有助于緩解供需緊張的局面。
中國半導體集成電路、光伏產業2006年年增長率在30%以上,雖然國際市場對4英寸、5英寸、6英寸硅片的需求在下降,但中國的生產還會持續多年,預計未來幾年小尺寸硅單晶的年產量仍在2500噸左右,8英寸、12英寸硅片產量將提升,逐步形成2~3個滿足100nm-45nm線寬集成電路需求的8英寸、12英寸硅拋光片和外延片的高技術產業基地;將建設成6英寸~8英寸SOI、SiGe和應變硅材料產業化示范工程。
在平板顯示用材料方面,未來幾年電子信息領域將出現一個年產值2800億美元以上的大型市場,這就是以平板顯示為特點之一的新一代數字電視市場。而平板顯示器件中材料成本占到較大的比例,預計國內LCD用基片玻璃需求量將達到3000萬平方米/年(其中TFT需求為1600萬平方米/年,TN、STN需求為1200萬平方米/年);LCD用彩色濾光片國內需求量將超過1000萬平方米。由于這些產品利潤相對較大,大力發展這些材料,將成為中國經濟新的增長點。
歐盟RoHS及WEEE指令的陸續實施和我國《電子信息產品污染控制管理辦法》的出臺,半導體先進封裝對無鉛焊料的需求將持續增長,綠色環保技術升溫,無鉛化仍成為熱點。同時,各企業制定相關應對措施,新型無鉛化產品層出不窮,大量無鉛材料被投入使用。中國年需求無鉛焊料約為7萬噸,占世界使用量的約35%,發展無鉛焊料勢在必行。
總之,2006年電子材料發展將持續穩步增長,尤其是多晶硅等基礎材料受光伏產業的影響,增長迅速;而長期依賴進口的部分電子材料,將繼續承受原材料漲價和較高的進口關稅等壓力。國內企業急需加強自主創新,掌握核心技術,重視自我技術的提升和自主知識產權的保護,加大高檔電子信息材料規模化生產和品牌宣傳,在機遇和挑戰中發展壯大。
科研與新品開發取得新進展
去年,無鉛焊料和綠色環保材料的開發取得了較大進展。在電子材料行業協會錫焊料分會的組織下,生產企業自投資金,研制了具有自主知識產權的錫銀銅添加稀土元素的無鉛合金焊料,已提供用戶試用認定,并起草了無鉛合金焊料的行業標準。無鹵元素的封裝材料和覆銅板材料在中科院化學研究所、東莞生益科技公司等覆銅板生產企業的開發也取得了一定突破。
中科院半導體所在研發半導體材料方面取得了一些科技成果,如:研究掌握了6英寸具有自主知識產權的大直徑砷化鎵單晶生長熱場設計、生長控制及晶錠退火等技術,單晶重量達到5kg,晶體技術指標均達到同期國內領先、國際先進水平。同時開發了具有自主知識產權的2英寸~6英寸砷化鎵開盒即用晶片的多線切割技術、超低損傷層的化學機械拋光技術等,晶片技術指標達到國際先進水平。發明了用透射偏振差分譜法測試砷化鎵材料殘余應力,此方法在國際尚屬首創。在“GaN基倒裝結構功率型LED及關鍵技術”方面,成功研制出GaN基倒裝結構功率型藍光、白光LED,綜合指標在國內處于領先地位,部分指標超過2005年國際同類器件的技術指標。開發了一種光、電、熱綜合模擬的倒裝結構LED的設計方法,在國際上首次提出并實現了一種具有熱阻背孔結構過渡熱沉的倒裝功率型LED芯片,申請受理國際和國內專利各一項,連續12個批次(1個批次6片)的工程化研究,平均合格率達到80%。
通過長飛光纖光纜公司、浙江富通集團公司、江蘇法爾勝公司的技術攻關,使中國在光纖預制棒產業化技術上又有了新的突破,光棒直徑從2004年的80毫米做到現在的120毫米,拉絲長度可達1000公里,光纖水峰衰減值降至0.29db/km。光纖預制棒用四氯化鍺在北京國晶輝紅外光學科技公司的技術攻關下取得了非常可喜的成果,產品性能達到了國外同類產品水平,替代了進口產品,市場占有率從40%提高到90%,并出口國際市場。
重大工程重點項目建設兩路并進
2005年12月,年產300噸規模的多晶硅項目順利投產,標志著中國多晶硅產業在生產規模和技術水平方面有了一個很大的進步。與此同時,1000噸多晶硅項目已破土動工,預計2006年底竣工。
山東招遠金寶電子公司承擔的國家發改委“高檔電解銅箔產業化”示范項目,自主設計了一條投資少、技術水平高、生產成本低的生產線,在同等生產規模的情況下,投資比國外節省1/3,生產成本低10%左右,產品技術水平達到國際先進水平,有較強的競爭能力,在國內同行業起到了良好的示范作用。
珠海功控玻璃纖維公司生產的覆銅板生產用電子級玻璃布(7628布),在性能和生產規模上有了較大提升,企業規模已進入世界五強之列,特別是“開纖技術”的攻關在2005年取得了重大突破,促進了多層印制電路板用材料的發展。
北京石晶光電科技公司在承擔的國家發改委“光電信息產品用高品質石英晶體材料高技術示范工程”項目上已取得相當大的進展,使其從單一的壓電石英晶體材料轉向壓電石英晶體材料和光學石英晶體材料相結合的生產企業,成為國內規模最大、產品質量最好的石英晶體材料生產基地。