芯榜
中国芯片排行榜

浅析国内集成电路用电镀液及配套试剂行业发展

电镀是制造业的基础工艺之一,其主要利用电解原理在某些金属表面或者其他材料制件的表面上镀上一层薄层,从而起到防止氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。电镀的应用领域主要集中在机械和轻工业领域,二十一世纪以来,电镀技术逐渐向钢铁、电子及微电子等行业发展,并成为半导体行业不可或缺的加工工艺环节。电镀工艺用到的最主要的化学药液称之为电镀液,其中包括对镀层性能起到重大影响的电镀添加剂。此外,电镀的前后处理环节还需要应用各类前后处理剂等配套试剂。因应用领域不同,电镀液及其配套试剂的性能指标要求也大不相同。

集成电路用电镀液,要求高难度大

不同于一般电子电镀,集成电路用电镀液在技术指标、研发难度、认证周期等方面要求极高,属于电镀领域的高端产品,国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟副理事长兼秘书长于燮康在接受媒体采访时表示。在集成电路领域,电镀液主要应用于晶圆制造与封装环节,其中,封装环节又包括传统封装与先进封装。

目前,电镀液在晶圆制造和先进封装中主要应用于铜互联工艺中,该工艺系晶圆制造和先进封装的关键工艺,其具有更低的电阻率、抗电迁移性,能够满足芯片尺寸更小、功能更强大、能耗更低的技术性要求。在铜互连工艺中,将带有扩散阻挡层和仔晶层的芯片浸没在含有添加剂的高纯电镀液中,用电镀工艺填充已经刻蚀好的互连穿孔(Via)和槽隙(Trench)。铜互连工艺贯穿整个芯片制造过程,铜互连工艺所使用的镀铜电镀液具有金属杂质低、纯度高、洁净度高的优良品质,满足集成电路制造大马士革铜互连、先进封装凸块电镀(Cu Pillar/Bump/RDL/UBM)、硅通孔(TSV)电镀等工艺要求。 

其他金属电镀液包括电镀锡、电镀金等种类,具有镀层均匀、电流效率高、镀液稳定性强等特点,适合集成电路传统封装和先进封装中的挂镀、滚镀、振镀、高速电镀等各项工艺,要求镀层结晶致密,杂质含量少。

对于封装用电镀液,在全球半导体封装市场中,传统工艺保持较大比重的同时,先进封装市场也在快速提升,先进封装材料也将迎来更快增长。但传统封装及先进封装电镀用途、功能不同,大量车规级芯片、功率半导体等中高端半导体器件仍大量使用传统封装工艺,传统封装与先进封装两者并不存在相互替代的关系,未来均有较大发展空间。

全球半导体电镀材料市场规模稳步提升

2021年,在计算机、通信、消费电子、汽车、工业等多个应用领域需求强劲的带动下,全球半导体市场实现了大幅增长。Gartner统计,2021年全球半导体销售额增长了26.3%,达到5950亿美元,并预计2022年将继续增长7.4%至6392亿美元。下游市场持续增长带动下,半导体用电镀材料的市场也在稳步提升,市场研究机构TECHCET统计,2021年全球半导体用电镀材料市场规模9.43亿美元,并预测,2022年全球半导体电镀材料市场规模有望达到10.19亿美元,同比增长8.1%;2026年市场进一步增加至13.8亿美元。该机构表示,市场主要增长动力包括下一代逻辑器件中互连层的增加、先进封装中对RDL和铜柱结构的使用等。

外资企业主导市场,国内外差距仍较大

在集成电路用电镀液及配套试剂领域,美国乐思化学、罗门哈斯、杜邦,日本石原会社,德国巴斯夫、安美特等少数厂商凭借规模和技术优势占据全球主导地位,特别是在晶圆制造及先进封装铜互连工艺所使用的镀铜电镀液及添加剂等产品方面,外资产品优势更为明显。国内公司的规模、品牌知名度、客户群体、研发投入、产品体系等方面的综合实力,同国外竞争对手比较仍有较大差距,全球整体市占率较低。

目前,国内晶圆制造和先进封装中所使用的电镀液仍以国外厂商美国乐思化学、罗门哈斯、杜邦等企业的产品为主,国内产品市场份额较少,国内企业产品主要集中在传统封装用电镀液及配套试剂领域,集成电路晶圆制造及先进封装用电镀产品还需不断提升。

国内参与企业少,国产化配套需求迫切

近年来,我国集成电路产业发展质量持续改善、竞争能力不断提升。2021年,在国内宏观经济运行良好的驱动下,国内集成电路产业继续保持快速、平稳增长态势,中国半导体行业协会统计,2021年中国集成电路产业销售额为10,458.3亿元,同比增长18.2%。其中,设计业销售额为4519亿元,同比增长19.6%;制造业销售额为3176.3亿元,同比增长24.1%;封装测试业销售额2763亿元,同比增长10.1%。整个行业呈现出规模增强、集中度提高、龙头企业做大的良好发展态势。

根据中国电子材料行业协会统计,2021年国内集成电路用电镀液及配套试剂市场需求2.15万吨,预计到2025年将增长至3.20万吨,行业整体呈现平稳增长态势。

目前国内从事集成电路用电镀液及配套试剂研发生产的企业较少,主要有上海新阳和江苏艾森等,上海新阳和江苏艾森在国内集成电路封装市场(包括传统封装及先进封装)的市占率已超过50%,主要产品集中在传统封装领域。经过国内半导体材料企业超过10年的突破与积累,目前传统封装领域的国产电镀液及配套试剂产品已经能与国际大厂的产品媲美。但由于半导体领域电镀液产品作为复配型电子化学品,具有一定的技术门槛,且需要在下游产线进行充分认证,小企业通常难以实现批量供应,目前市场集中度较高,上海新阳、江苏艾森作为国内主流供应商在传统封装电镀液及其配套试剂的市场份额超过70%。

于燮康副理事长进一步表示,上海新阳经过多年发展,目前在国内传统封装领域用电镀液及配套试剂销量与市占率上占据领先地位;经过十余年开发,上海新阳在晶圆制造及先进封装用铜互连电镀液及添加剂方面,产品已覆盖90-14nm技术节点,20-14nm电镀液及添加剂已实现销售。江苏艾森近年来在国内传统封装领域用电镀液及配套试剂销量上排名国内前二,先进封装领域的电镀铜基液已批量供应,先进封装用电镀锡银添加剂已通过客户认证,晶圆制造用铜互联镀铜添加剂已开始测试认证,公司在行业内的市场份额和品牌知名度不断提升。

经过十多年的发展,我国电镀液及配套试剂取得了明显进步,但总体上,产品仍停留在中低端领域,在高端领域,自主供应仍不足。由于新结构、新器件和新材料的不断引入,主流芯片制造企业和封装企业间的差异性也越来越大,电镀液及配套试剂作为功能性化学品来说,满足客户的定制化需求将成为未来重要的发展趋势。与此同时,贸易摩擦持续反复,国内集成电路产业链供应链安全稳定面临不断提升的风险,关键材料亟需加强国产化配套,电镀液及配套试剂高端产品高度依赖进口的局面亟需打破,增强自主供应大势所趋。

国内产业下一步发展重点

随着技术进步、产业升级,半导体封装行业正逐渐从传统封装向先进封装过渡。下游产业发展进程中,市场对封装用电镀液及配套试剂的性能要求也在不断提升,与国际厂商产品相比,国产半导体先进封装及晶圆制造用电镀液及配套试剂尚有一定差距,未来国产半导体封装用电镀液及配套试剂仍需向集成电路制造的上游工艺环节继续努力。

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:芯榜-芯片排行榜 » 浅析国内集成电路用电镀液及配套试剂行业发展
分享到: 更多 (0)

芯榜:媒体 数据 排名

联系我们联系我们

觉得文章有用就打赏一下文章作者

非常感谢你的打赏,我们将继续给力更多优质内容,让我们一起创建更加美好的网络世界!

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏