高端電子材料呈現高速增長態勢 國際地位顯著提升

“當前中國電子材料產業鏈的安全和產業鏈的重構已經提到重要日程上,集成電路用的關鍵電子材料更是首當其沖,我們迫切需要夯實電子材料產業發展的基礎。”在日前于廣州舉辦的2020中國電子材料產業技術發展大會上,中國工程院院士屠海令發出這樣的感慨。

作為集成電路、新型顯示、5G通信的基礎和核心,發展電子材料產業對保障我國信息產業健康發展和信息安全、國防安全具有重要的意義。

我國電子材料國際地位顯著提升

電子材料是新一代信息技術產業發展的核心,是支撐經濟社會發展的戰略性、基礎性、先導性的產業。具有產品種類多、技術門檻高、更新換代快、專業性強等特點,廣泛應用于新型顯示、集成電路、太陽能光伏、電子電路板、電子元器件及電子整機、系統產品等領域,其質量和水平直接決定了元器件和整機產品的性能。

當前電子材料特別是半導體材料的發展應用水平已經成為衡量一個國家綜合國力的重要標志之一。我國一直高度重視電子材料產業的發展,從2016年到2019年,工信部等國家相關部委出臺了一系列支持電子材料行業結構調整、產業升級以及規范產業發展的政策和法規。今年,我國又進一步優化半導體材料等電子材料產業發展的環境,深化產業國際合作,提升產業創新能力和發展質量。

近年來,隨著互聯網、大數據、人工智能等新技術興起,以及以5G為首的新基建項目的加速推進,國內電子材料產業取得了長足的進步,形成了較為完整的產業體系,產業規模穩步增長,中高端電子材料產品轉型升級速度加快。2019年,全行業營收超過7000億元,技術實力持續提升,顯示用液晶材料、集成電路用光刻膠等取得了突破。中國電子材料行業協會理事長潘林說,2019年,我國半導體材料、覆銅板材料、顯示封裝等產業發展迅速。半導體材料市場規模達到了565億元,近幾年年均復合增長率超過7%;覆銅板材料銷售達到了7.14億平方米,同比增長了10%,占全球的80%份額;2019年,隨著國內大尺寸液晶面板產能快速釋放,我國大尺寸液晶面板的出貨產能已經超過了全球的45%以上。潘林指出,我國電子材料行業發展盡管受到新冠肺炎疫情的沖擊、中美貿易摩擦的影響,但是未來以大尺寸硅材料、碳化硅、氮化鎵及高頻高速覆銅板為代表的高端電子材料,仍將呈現高速增長態勢。

5G、新型顯示為電子材料帶來新機遇

本次大會的主題是“新材料,新應用,新挑戰--協同創新贏發展”,與大會主題相契合,與會專家一致表示,5G、新型顯示、高端元器件等新應用在為電子材料產業帶來新機遇和新挑戰。

根據全球移動供應商協會發布的最新統計數據,截至2020年11月中旬,全球已有49個國家和地區的122家運營商推出了5G服務,另有129個國家和地區的407家運營商正在進行5G網絡基礎投資,預計今年年底全球5G商用網絡將達到180張。此外,全球已有多個國家為了提振經濟而制定并公布了未來幾年宏大的5G網絡投資計劃??梢灶A期,在未來的兩三年內,5G移動通信基礎設施建設的步伐將進一步加快。

中興通訊股份有限公司工藝研究總工程師劉哲認為,5G產品高頻電路部分要求更低的信號損耗,這讓天線材料、PCB基材、電磁屏蔽、導熱材料等迎來變革。LCP/MPI將成為5G終端天線FPC的主流材料;對于PCB基材來說,需要Dk/Df更小,Df越高滯后效應越明顯,這就要求樹脂材料逐漸向PTEE材料靠近,傳統FR4樹脂材料已不能滿足要求;對于5G毫米波PCB,為減少線路損耗,需要選取更低Df的阻焊油墨,國外推出的低Df阻焊油墨比常規油墨性能提升23%。此外,5G終端日益成熟,產業鏈向上延伸,技術工藝取得突破,人才聚集,使得電子材料產業本土化率加速提升。

隨著5G的規模普及,移動終端和基站均對電磁屏蔽與導熱產品產生大量的需求,電磁屏蔽與導熱產業市場規模有望實現成倍增長,潛在市場容量超過120億元。未來,電磁屏蔽材料將向導熱性好、加工工藝簡單、性價比高、適合大批量生產等方向發展,各種新材料將在電磁屏蔽的創新應用中得到更多發展。隨著技術的不斷進步,復合型材料的開發和工藝的改進,我國的導熱相變材料、導熱硅脂、導熱填充膠和導熱凝膠材料將得到進一步發展,對導熱石墨膜材料也將提出更多新的要求,如厚度更薄、導熱性更好,以及可加工為3D結構產品或與其他材料結合而形成復合多功能材料等。

顯示材料產業經過多年發展,已呈現出產品多元、產業集中、高速迭代等顯著特點。TCL華星光電技術有限公司研發副總監曹蔚然在演講中表示,顯示技術不斷更迭,顯示器件朝著多功能和數字化方向發展,大尺寸、高解析度、高色彩飽和度、節能、高亮度、柔性、透明等逐漸成為技術發展的主流趨勢,OLED能夠最終實現上述極致性能。

TCL華星光電聚焦印刷技術(IJP),進行大尺寸OLED顯示屏技術的布局和開發,目前已取得顯著進展。曹蔚然強調,在IJP-OLED顯示材料中,IJP-OLEDBank(噴墨打印像素限制材料)及IJP-OLEDInk(噴墨打印墨水材料)極為重要。IJP-OLEDBank材料在不同表面形成疏墨、親墨特性,保證墨滴不溢流,降低混色不均勻;IJP-OLEDInk目前已有多家廠商布局,溶質、溶劑體系快速迭代,發光性能不斷提升,已經基本達到應用要求。他表示,國內電子材料企業可關注這個領域,為顯示產業的本土化配套做出貢獻。

5G、自動駕駛、物聯網的快速發展,也為高端片式元件帶來廣闊市場。廣東風華高科技股份有限公司總工程師付振曉在演講中表示,不同手機MLCC的用量不同,越高端的手機用量越大,目前iPhoneX里已經超過了1100顆MLCC,一臺電動汽車中MLCC的用量也超過了1萬顆。因此,未來市場對片式需求可期。而片式元件向微型化、薄型化、高性能、高可靠發展,亦對電子材料提出新挑戰,高端電介質材料、電子漿料等核心材料以及PET膜等關鍵輔材,有待國內材料企業破局。

上下游緊密合作加速電子材料核心技術攻關

“基礎不牢,地動山搖”。專家表示,要發展國內電子材料產業,一定要做好電子信息產業“十四五”高質量發展等規劃,強化頂層設計,明確產業發展方向及重點,堅定不移地推動電子材料產業向價值鏈的中高端躍進;著力突破高端電子材料產業化發展問題,進一步提高電子材料對我國電子信息產業的基礎支撐能力和國際競爭力。

為保證產業鏈、供應鏈的安全穩定,要鼓勵電子材料上下游企業緊密合作,加速關鍵核心技術攻關及產業化驗證導入。屠海令院士表示,電子材料除了要按照自身規律發展以外,和高技術領域及相關行業的融合發展非常重要。目前,國內300毫米的硅片、光刻膠、板材等微納電子材料的技術攻關和產業化,要加強與用戶,特別是像華為、中芯國際這樣核心的大型企業的良性互動,切實完善我國電子材料科技創新及產業發展的生態環境。屠海令還強調:“電子材料自身的產業鏈也應該加以關注,特別是相關的裝備儀器,只有不到20%本土化率。這一點也不容小覷,應該加緊安排部署。”

國內企業應瞄準國際電子材料前沿技術,做好前端布局,在關鍵領域形成技術優勢,掌握話語權。要深入梳理產業體系,及時更新相關技術路線圖,針對重點領域,加大技術創新,提升產業創新力,引導產業轉型升級。繼續加強國際交流合作,支持產業鏈各環節與有關國家和地區的企業、科研機構、資本市場等各要素開展全方位的合作,實現互利共贏。

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