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设备材料

一文读懂电子材料行业最新发展趋势

“当前中国电子材料产业链的安全和产业链的重构已经提到重要的日程,集成电路用的关键电子材料更是首当其冲,我们迫切需要夯实电子材料产业发展的基础。”在日前于广州举办的2020中国电子材料产业技术发展大会上,中国工程院院士屠海令发出这样的感慨。

作为集成电路、新型显示、5G通信的基础和核心,发展电子材料产业对保障我国信息产业健康发展和信息安全、国防安全具有重要的意义。

端电子材料仍将保持高速增长态势

电子材料是新一代信息技术产业发展的核心,是支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性的产业。具有产品种类多、技术门槛高、更新换代快、专业性强等特点,广泛应用于新型显示、集成电路、太阳能光伏、电子电路板、电子元器件及电子整机、系统产品等领域,其质量和水平直接决定了元器件和整机产品的性能。

当前电子材料特别是半导体材料的发展应用水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。我国一直高度重视电子材料产业的发展,从2016年到2019年,工信部等国家相关部委出台了一系列支持电子材料行业结构调整、产业升级以及规范产业发展的政策和法规。今年,我国又进一步优化半导体材料等电子材料产业发展的环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量。

近年来,随着互联网、大数据、人工智能等新技术兴起,以及以5G为首的新基建项目的加速推进,国内电子材料产业取得了长足的进步,形成了较为完整的产业体系,产业规模稳步增长,中高端电子材料产品转型升级速度加快。2019年,全行业营收超过7000亿元,技术实力持续提升,显示用液晶材料、集成电路用光刻胶等取得了突破。中国电子材料行业协会理事长潘林说,2019年,我国半导体材料、覆铜板材料、显示封装等产业发展迅速。半导体材料市场规模达到了565亿元,近几年年均复合增长率超过7%;覆铜板材料销售达到了7.14亿平方米,同比增长了10%,占全球的80%份额;2019年,随着国内大尺寸液晶面板产能快速释放,我国大尺寸液晶面板的出货产能已经超过了全球的45%以上。潘林指出,我国电子材料行业发展尽管受到新冠肺炎疫情的冲击、中美贸易摩擦的影响,但是未来以大尺寸硅材料、碳化硅、氮化镓及高频高速覆铜板为代表的高端电子材料,仍将呈现高速增长态势。

5G、新型显示为电子材料产业带来新机遇

本次大会的主题是“新材料,新应用,新挑战——协同创新赢发展”,与大会主题相契合,与会专家一致表示,5G、新型显示、高端元器件等新应用在为电子材料产业带来新机遇和新挑战。

根据全球移动供应商协会发布的最新统计数据,截至2020年11月中旬,全球已有49个国家和地区的122家运营商推出了5G服务,另有129个国家和地区的407家运营商正在进行5G网络基础投资,预计今年年底全球5G商用网络将达到180张。此外,全球已有多个国家为了提振经济而制定并公布了未来几年宏大的5G网络投资计划。可以预期,在未来的两三年内,5G移动通信基础设施建设的步伐将进一步加快。

中兴通讯股份有限公司工艺研究总工程师刘哲认为,5G产品高频电路部分要求更低的信号损耗,这让天线材料、PCB基材、电磁屏蔽、导热材料等迎来变革。LCP/MPI将成为5G终端天线FPC的主流材料;对于PCB基材来说,需要Dk/Df更小,Df越高滞后效应越明显,这就要求树脂材料逐渐向PTEE材料靠近,传统FR4树脂材料已不能满足要求;对于5G毫米波PCB,为减少线路损耗,需要选取更低Df的阻焊油墨,国外推出的低Df阻焊油墨比常规油墨性能提升23%。此外,5G终端日益成熟,产业链向上延伸,技术工艺取得突破,人才聚集,使得电子材料产业本土化率加速提升。随着5G的规模普及,移动终端和基站均对电磁屏蔽与导热产品产生大量的需求,电磁屏蔽与导热产业市场规模有望实现成倍增长,潜在市场容量超过120亿元。未来,电磁屏蔽材料将向导热性好、加工工艺简单、性价比高、适合大批量生产等方向发展,各种新材料将在电磁屏蔽的创新应用中将得到更多发展。随着技术的不断进步,复合型材料的开发和工艺的改进,我国的导热相变材料、导热硅脂、导热填充胶和导热凝胶材料将得到进一步发展,对导热石墨膜材料也将提出更多新的要求,如厚度更薄、导热性更好,以及可加工为3D结构产品或与其他材料结合而形成复合多功能材料等。

显示材料产业经过多年发展,已呈现出产品多元、产业集中、高速迭代等显著特点。TCL华星光电技术有限公司研发副总监曹蔚然在演讲中表示,显示技术不断更迭,显示器件朝着多功能和数字化方向发展,大尺寸、高解析度、高色彩饱和度、节能、高亮度、柔性、透明等逐渐成为技术发展的主流趋势,OLED能够最终实现上述极致性能。

TCL华星光电聚焦印刷技术(IJP),进行大尺寸OLED显示屏技术的布局和开发,目前已取得显著进展。他强调,在IJP-OLED显示材料中,IJP-OLED Bank(喷墨打印像素限制材料)及IJP-OLED Ink(喷墨打印墨水材料)极为重要。IJP-OLED Bank材料在不同表面形成疏墨、亲墨特性,保证墨滴不溢流,降低混色不均匀;IJP-OLED Ink目前已有多家厂商布局,溶质、溶剂体系快速迭代,发光性能不断提升,已经基本达到应用要求。他表示,国内电子材料企业可关注这个领域,为显示产业的本土化配套做出贡献。

5G、自动驾驶、物联网的快速发展,也为高端片式元件带来广阔市场。广东风华高科技股份有限公司总工程师付振晓在演讲中表示,不同手机MLCC的用量不同,越高端的手机用量越大,目前iPhoneX里已经超过了1100颗MLCC,一台电动汽车中MLCC的用量也超过了1万颗。因此,未来市场对片式需求可期。而片式元件向微型化、薄型化、高性能、高可靠发展,亦对电子材料提出新挑战,高端电介质材料、电子浆料等核心材料以及PET膜等关键辅材,有待国内材料企业破局。

上下游紧密合作加速电子材料核心技术攻关

“基础不牢,地动山摇”。专家表示,要发展国内电子材料产业,一定要做好电子信息产业“十四五”高质量发展等规划,强化顶层设计,明确产业发展方向及重点,坚定不移地推动电子材料产业向价值链的中高端跃进;着力突破高端电子材料产业化发展问题,进一步提高电子材料对我国电子信息产业的基础支撑能力和国际竞争力。

为保证产业链、供应链的安全稳定,要鼓励电子材料上下游企业紧密合作,加速关键核心技术攻关及产业化验证导入。屠海令院士表示,电子材料除了要按照自身规律发展以外,和高技术领域及相关行业的融合发展非常重要。目前, 国内300毫米的硅片、光刻胶、板材等微纳电子材料的技术攻关和产业化,要加强与用户,特别是像华为、中芯国际这样核心的大型企业的良性互动,切实完善我国电子材料科技创新及产业发展的生态环境。屠海令还强调:“电子材料自身的产业链也应该加以关注,特别是相关的装备仪器,只有不到20%本土化率。这一点也不容小觑,应该加紧安排部署。”

国内企业应瞄准国际电子材料前沿技术,做好前端布局,在关键领域形成技术优势,掌握话语权。要深入梳理产业体系,及时更新相关技术路线图,针对重点领域,加大技术创新,提升产业创新力,引导产业转型升级。继续加强国际交流合作,支持产业链各环节与有关国家和地区的企业、科研机构、资本市场等各要素开展全方位的合作,实现互利共赢。

责任编辑:赵强


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