电子化学品是半导体等制作过程中不可缺少的关键性材料。随着国家一系列支持政策的出台,以及下游规模迅猛增长,新需求不断涌现,我国电子化学品产业提升国产化率需求迫切。那么,当前行业短板在哪儿?又该如何突破“卡脖子”技术?10月19日,由中国化工信息中心和铜陵市人民政府主办的2020中国(铜陵)电子化学品产业发展大会上,多位专家纷纷支招。
电子化学品国产化任务紧迫
中国化工信息中心主任揭玉斌表示,电子信息产业是新一轮国际产业竞争与分工重构的核心领域,已经成为大国之间博弈的关键筹码。具备关键电子化学品自主生产能力,是打造具有国际竞争力的电子信息制造产业,加速电子信息制造业“内循环”的重要保障。
尽管有不少电子化学品和新材料已实现国产化,但产品质量与进口产品差距仍较大,只能满足中低端需求。高纯磷烷特气、CMP抛光垫材料等电子信息领域所需的关键化学品和化工材料完全依赖进口。因此,加快实现关键电子化学品和化工新材料国产化、提升自给能力仍是当前非常急迫的首要任务。
原化工部副部长、中国石油和化学工业联合会原党委书记、会长李勇武认为,对外依存度高,产业链发展不完整,不但制约了电子材料产业的快速发展,而且削弱了显示器、芯片等电子产业行业的溢价能力。要大力发展电子化学品,就要认清电子化学品发展的地位,明确电子化学品的短板在哪里。我国电子化学品国产化配套不足,只有将电子材料产业链上的关键技术环节补上,才能摆脱受制于人的局面,实现自主可控。此外,我国电子化学品企业规模总体偏小,与下游协同发展联接不紧,并且高层次人才匮乏,这些都是亟待解决的问题。
中国化工信息中心咨询CEO黄音国发布了《中国电子化学品产业发展报告(2020年度)》,报告指出,下游产业的迅速发展不仅在规模上增加了对电子化学品的需求,同时下游产业的新工艺、新产品也将进一步拓展电子化学品的应用领域,不断产生新的产品需求。
随着IC、平板显示等电子产品国产化率的提高,高品质关键电子化学品的国产化是大势所趋。不过随着下游领域快速发展、国家支持力度加大,以及各大国内企业进一步增加投入,我国高端电子化学品配套能力有望快速提升,替代进口的趋势也会更加明显。但国内电子化学品行业整体技术水平落后,同质化发展问题严重,企业实力不强,专业人才储备不足的问题需要重视。
产业发展瓶颈如何破?
与会专家就不同领域的电子化学品如何突破技术瓶颈发表了自己的看法。
1.柔性电子:实现大学、政府、企业“三螺旋”
西北工业大学教授、柔性电子前沿科学中心副主任王学文认为,柔性电子是智能时代的关键核心科技,具有广阔市场,未来市场规模将迅速扩张。当前我国在柔性电子领域具有研究优势,在一些关键方向已取得创新突破,但研发力量仍然分散,缺乏顶层设计。要推动我国柔性电子产业发展,就要通过创新链部署产业链,通过产业链完善资本链,通过资本链促进创新链,实现大学、政府、企业“三螺旋”,集合科学家、创业家、企业家,瞄准原创成果、核心技术和颠覆性突破。
2.新型显示化学品:未来发展注重四大关键点
中国新型显示产业在全球的地位越来越重要,但材料和装备发展不均衡的问题也越来越突出。中国光学光电子行业协会液晶分会秘书长胡春明表示,新型显示技术迭代升级速度很快,对化学品的要求也越来越多且复杂。当前,我国显影液国内品牌已初步具备竞争力;新型蚀刻液目前国内品牌还待改进提高,预计2023年能够量产进入国内市场;银蚀刻液成为新的潜在需求市场;剥离液国内品牌相对较少,目前在OLED领域韩国品牌较多,市场集中度较高;高分子导电液、PI前清洗剂等新型显示化学品目前国内还处于空白阶段,日韩品牌市场集中度高,产业链安全受到影响。
胡春明建议:一是注意规模效应,提高超高纯湿化学品质量的稳定性;二是不断追踪新技术、新用途,实现技术创新;三是注重环保型湿电子化学品的开发;四是重点围绕产业集聚区进行合理布局。
3.半导体微电子材料:全产业链无死角国产化
亚洲辐射固化学会主席、北京化工大学教授聂俊表示,半导体材料主要分为晶圆制造材料和封装材料两大部分。晶圆制造材料中,硅片机硅基材料最高占比31%,其次依次为光掩模版(14%)、光刻胶配套试剂(7%)和光刻胶(5%)。封装材料中,封装基板占比最高,为40%,其次依次为引线框架(16%)、键合线(15%)和陶瓷基板(11%)。聂俊认为,全产业链、无死角国产化是行业必然趋势,要注重上下游合作、政产学研合作,以及知识产权布局,还要充分发挥行业组织作用。
在谈到半导体材料趋势时,中国电子科技集团公司第46研究所首席专家、中国电子材料行业协会半导体材料分会秘书长林健认为,半导体材料向大尺寸方向发展的趋势不会改变,硅材料作为主流材料长期趋势不变,新一代化合物材料和硅基共存共生,超宽带半导体材料等新型前沿材料不断涌现,整合并购或将成为主旋律。
重视痕量杂质控制
华东理工大学化学工程研究所所长许振良表示,体器件的尺寸不断缩小,痕量杂质元素会降低芯片的合格率,特定的污染导致不同器件的缺陷:碱金属与碱土金属污染会导致元件击穿电压的降低;过渡金属与重金属污染会使元件的寿命缩短;渗透元素本身用于形成元件,若是污染,则改变了元件的工作点,使器件产生工作错误。
安捷伦科技(中国)有限公司半导体行业元素分析应用专家应钰认为,2010年后,国产湿电子化学品开始快速发展,国产化替代集中于中低端的制程,主要原因是湿电子化学品中的杂质含量不达标。据估计,半导体制程中50%的废片产生及良率损失是来源于所用试剂及材料中的痕量污染。
东华工程科技股份有限公司与福州大学联合实验室博士陈杰表示,我国超净高纯试剂在市场的国产化率仅有25%,精制要求高、成本高、效率低。联合实验室研究了微孔共轭聚苯胺(CMPA)的设计合成和BXJ盐调控,研究了包括聚苯胺PTPA、PTAPA、PAPA在内的多种微孔共轭聚合物的BXJ盐调控。制备的材料具有规整可调控的大比表面积和孔径尺寸,可以进行高纯电子化学品的精制。
电子化学品国产化率偏低的问题一直制约着我国电子信息产业的发展,在“双循环”发展的背景下,国产化的任务显得愈发紧迫。这并不是一家企业或是一所研究机构就能解决的问题,需要多方齐心协力共同推进。