度中国半导体塑封料产业调研报告.docx

度中国半导体塑封料产业调研报告.docx

《度中国半导体塑封料产业调研报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《度中国半导体塑封料产业调研报告.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

度中国半导体塑封料产业调研报告

2009年度中国半导体塑封料产业调研报告

调研组长单位：

汉高华威电子有限公司

1前言

现在世界半导体芯片97％以上用环氧塑封料（EpoxyMoldingCompound，EMC，封装行业习惯称为塑封料）封装；全球芯片EMC虽然起源于美国，但是随着美国EMC企业的整合并购和转移亚洲，现在美国本土己很少生产EMC，这是世界范围内半导体封装业转移亚洲和重新布局的必然结果，目前全球半导体封装业93％以上汇聚此地区；当今的日本、中国（包括大陆和台湾）、韩国是世界半导体EMC三大生产国，其中日本企业技术领先、总量最大；中国虽然是生产大国，但不是强国，中高端EMC仍然以外企本土制造及进口为主导。

世界EMC前三大生产企业为日本住友电木、德资控股的中国汉高华威、日本日立化成。

中国大陆EMC专业制造始于20世纪80年代初，汉高华威电子有限公司前身是中国第一家EMC专业制造企业；2009年度全球EMC需求量约16万吨，中国大陆EMC需求量大约43000吨左右，同比下降l0％左右；2009年度中国芯片封装EMC制造企业销售收入前两大厂商为汉高华威电子有限公司和苏州住友电木有限公司。

2EMC的基本配方和生产工艺及其用途

生产EMC的关键是配方和产品一致性的工艺管控。

FMC是以环氧树脂为基体树脂，以酚醛树脂为固化剂，加上填料、促进剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂及其它微量组分，按一定的比例经过前混、挤出、粉碎、磁选、后混合、预成型（IT饼）等工艺制成。

配方比例见表1。

表1配方组成

EMC作为芯片封装三大主要材料（塑封料、引线框架、键合丝）之一，在电子封装中起着非常关键的作用，除了保护芯片不受外界灰尘、潮气、离子、辐射、机械冲击外，还起到了机械支撑和散热的功能。

EMC样品见图1。

图1EMC样品

3中国EMC生产企业总体状况

我国生产EMC企业约21家，主要的外资和中资代表厂商有8家，见表2，还有日东电工等海外制造商在中国大陆建有EMC打饼工厂。

表2主要的外资和中资生产FMC代表厂商

调研截止2009年底，中国大陆FMC总产能合计约96500吨，其中四家外资主要代表厂家为：

汉高华威电子有限公司、苏州住友电木有限公司、长春封塑料（常熟）有限公司、日立化成工业（苏州）有限公司；中资最具发展潜力的EMC四小龙品牌厂家：

北京首科化微电子有限公司、无锡创达电子有限公司、北京中新泰合电子有限公司、江苏中鹏电子有限公司等；中国EMC生产企业地区分布特点分布呈相对集中的特点，目前主要集中在半导体封装企业相对集中的长三角地区的江苏省，江苏的七家主要企业EMC产能合计为80000吨，占全国总产能82.9%，其它厂家产能约16500吨，占总产能的17.1%，形成苏北连云港地区和苏南苏州、无锡地区两大塑封料生产基地，不仅是中国，乃至世界半导体EMC重镇；汉高华威电子有限公司一家产能就占全国的37.3％，是全球最大的半导体EMC生产基地；四家主要中资品牌企业总产能14500吨，占全国总产能15%。

2009年度中国大陆封装用EMC总用量约43000吨，中国大陆厂商约占八成左右，海外进口EMC约占两成左右。

2009－2010年中资EMC企业纷纷扩线或老线改造，以及新的FMC企业加入，预计将新增产能15000～20000吨／年，EMC企业重复建生产线容易，关键是市场在哪里？

技术转型升级还是比较缓慢，中国低端成熟的ECON型EMC产能明显过剩，价格竞争激烈，总的市场份额不断扩大，中资EMC企业占有量快速提升，改变原来一两家独大的市场格局；海外企业如韩国三星EMC企业在中国大陆主动收缩低端市场，以便集中资源做中高端EMC和绿色EMC，其它主要EMC外企营销重点也都有所调整，重点推广绿色EMC或开发外资封装厂家。

无论从市场营销还是技术的角度，高素质人才短缺始终是制约本行业重要因素；具有国际化背景的人才是中国EMC行业参与国际化竞争的重要条件。

中国EMC外企的管理、技术、营销和人才的溢出效应及海归人才，必将带动和促进中资EMC企业的快速发展。

深圳创业板自2009年10月30日开板，在创投的人士眼中2010－2020年将是中国民营企业上市的黄金10年，民营企业资本化是大势所趋。

江苏中鹏电子有限公司引入江苏新潮电子集团有限公司、南通华达电子集团有限公司等封装大厂控股企业入股，2009年股改完毕，2010年券商进场辅导。

无锡创达电子有限公司目前整体盈利能力和FMC检验测试仪器设备齐全方面是中资EMC企业最好的，未来根据发展需要也有可能走上市之路；其1993年开始生产电工EMC，2004年生产芯片EMC，塑封料的年总产能11000吨，中资最大，其芯片EMC两条生产线年产能4500吨，拥有中资唯一的一条世界先进的日本栗本铁工所EMC专用挤出线，特别适合中高端低应力EMC生产。

4中国FMC生产企业的市场分布情况

中国EMC生产企业主要以满足中国大陆半导体封装需求为主，出口海外为辅，所以它们的市场主要集中在半导体封装企业相对集中的长三角地区、珠三角地区，以及京津地区、西部地区等。

中国大陆是全球最大的二极管、三极管制造基地，这两大客户群为中资EMC企业提供了广阔的生存空间，集成电路封装等OEM企业，特别是面向国际客户的OEM企业，对中资EMC企业品牌知名度要求较高，进入难度较大。

这也是无锡创达电子有限公司决定从电工EMC的技术营销向芯片EMC的品牌营销转型的决策基础。

不仅要面向芯片封装企业，还要面向封装企业的客户设计公司等，特别是面向中外资封装企业的国际客户如DM企业等提高品牌认知度和美誉度，这对中资中小企业来说是个巨大挑战。

EMC特殊性要求5℃～10℃、甚至更低的温度下冷藏运输和仓储，造成物流成本过高，从而制约了资源不足、规模小的中外中小厂家拓展全国、乃至全球市场，通常在局部区域市场，以E0CN加结晶硅微粉体系的传统低端塑封料，主要面向二极管和三极管封装特定要求低的非OEM代工客户群，以低价格竞争为主。

近年中国本土制造的EMC出口数量明显快速增长，主要是汉高华威电子有限公司承接美国HysolMG、GR系列EMC产品转移制造再出口。

中国目前已成为世界EMC第二大产能生产国，随着其加快拓展海外市场和其它企业海外市场的拓展，中国制造的EMC出口量将会快速增长，将有望带动中国成为世界半导体EMC最大生产国。

汉高华威电子有限公司通过合资整合世界最老EMC品牌美国Hysol和原江苏中电华威电子股份有限公司资源，成为世界EMC三巨头之一，也是唯一名列世界半导体芯片封装材料前三位的中国大陆厂商，全球营销Hysol品牌旗下传统黑色、酸酐材料、金色材料等三大品类，KL－G、GR、KL、MG四大系列EMC，客户遍及欧美、东南亚、中国大陆和台湾等地，改变了世界半导体EMC主要被日本企业垄断的行业竞争格局。

5技术与产品结构

5．1EMC以环氧树脂体系分类

目前国际上EMC以环氧树脂体系分为：

ECON（邻甲酚型环氧树脂）、DCPD（双环戊二苯酚型环氧树脂）、Bi－Phenyl（联苯型环氧树脂）及Multi－Function（多官能团型环氧树脂）型等。

环氧树脂是EMC的重要组成部分之一，环氧树脂的种类和它所占比例的不同，不但直接影响着EMC的流动特性，还直接影响着FMC的热性能和电特性。

不同类型的环氧树脂具有不同的特性，如ECON具有较高的热稳定性和化学稳定性；DCPD具有低收缩性和低挥发成份；Multi-Function具有优良的热稳定性、快速固化性和高的Tg等特点；Bi-Phenyl具有较低的黏度、高填充性等特点；萘型环氧树脂具有高Tg、高耐热性能；改性环氧树脂具有良好柔韧性等。

不同类型的EMC分别适用于不同的半导体封装形式。

5.2芯片封装外形及具体应用

按照芯片封装外形以及具体的应用，可以将半导体封装分为通孔插装引线框架封装、表面贴装引线框架封装和表面贴装基板封装三大类。

5．2.1通孔插装引线框架封装用EMC

通孔插装引线框架封装用EMC主要是适用于半导体分立器件的封装，包括二极管、三极管、功率晶体管等，具体封装形式有DO、TO等，以及部分简单的IC如DIP和SIP。

其主要的共性就是不需要经过Jedec的级别考核，从而对EMC的性能要求不高。

中国内外资中小企业产品多集中在低端的ECON型环氧树脂体系EMC，主要应用于中国大陆面广量大的二极管、三极管等中小企业自有产品普通封装中，然而存在品牌认知度低，技术力量薄弱等难题急待解决，为此无锡创达电子有限公司将2010年定义为品牌营销年，好的EMC产品也要通过一流媒体和一流营销人员的宣传和推广，才能快速获得用户的认知和认可使用。

针对这种通孔式半导体封装市场的不同要求，汉高华威电子有限公司推出一系列能够满足这些不同封装要求的EMC，与长春封塑料（常熟）有限公司（日本住友电木公司和中国台湾长春树脂公司的合资企业）两家仍然占据市场主导地位。

目前，汉高华威电子有限公司正着力于研究开发适合于通孔式半导体封装的绿色环保EMC，并已经成功开发出一系列绿色环保EMCHysolKL－G100、KL-6200、GR360并已经成功应用于二极管、三极管和功率晶体管的封装并通过客户考核，并大批量供应客户；中资品牌企业也推出相应的绿色环保EMC，已获得国内用户的认证并大批量使用。

5.2.2表面贴装引线框架封装（SurfacelYloundLeadFrame）

具体的封装形式主要有SOD、SOT、DPAK/D2PAK、SOIC、SSOP、TSSOP、QFP、T/LQFP、QFN等。

由于表面贴装的工艺要求需要器件在向线路板焊接过程中经过多次回流，因此要求表面贴装的器件必须能通过一定温湿度条件下吸湿并回流的考核而没有明显的分层或其他问题，也就是所谓的Jedec级别考核。

对EMC而言，要求材料具有低吸湿性、低应力、高耐热以及低成本等特性，才能在通过高温时不产生内部分层或开裂等失效问题。

表面贴装引线框架封装已经成为目前中国大陆IC封装的发展主流，而与之相配套的EMC以外资企业的本土制造为主，进口为辅，本土化采购已成为外资封装企业的共识，目前中国大陆EMC生产厂家主要有汉高华威电子有限公司和苏州住友电木有限公司、日立化成工业（苏州）有限公司三家，中资企业也不断推出一些中端EMC产品，面向市场推广。

目前苏州住友电木有限公司、汉高华威电子有限公司占据主导地位；苏州住友电木有限公司主要以IC封装中高端产品为主，占据主导地位：

汉高华威电子有限公司总销量第一，具备中国封装行业所需的绝大部分高、中、低端EMC，产品系列齐全。

日立化成工业（苏州）有限公司定位于绿色和高端＇FMC，绿色产品推广上量较快。

目前，汉高华威电子有限公司工程研发中心和汉高电子美国研发中心都大力着眼于开发适合SMT半导体封装的绿色EMC，并已经成功开发出一系列绿色EMC。

其中HysolKL-6730、KL－G680H用于封装SOlO、QFP、TSSOP、T/LQFP等，对银镀层具有良好的粘结力并同时具有低应力，低吸水率等特点，已在多个客户通过可靠性考核并开始批量使用。

KL－G900H（VSEME－G770HCD）作为应用于QFN封装的EMC，可以在大尺寸QFN上稳定地通过二级水平考核，并具有良好的翘曲控制能力。

（a）后化固（b）二级水平260℃回流后

图2KL-G900H应用于7x7QFN（Cu/Ag）的C－SAM照片

5.2.3表面贴装式基板封装（SurfaceMount/Laminate）EMC

利用基板材料（substrate）将连接电路预设于基板中的封装形式已成为先进封装的主要发展方向。

目前发展出来的主要的封装形式有BGA、CSP、MOP、SiP、MMC、POP、SCSP等。

这不中封装对EMC的耐热性、吸湿性、低应力、翘曲控制以及黏度等都有很高的要求。

目前中国先进封装用EMC仍以外资企业本土制造或进口垄断，汉高华威电子有限公司本土制造的FMC在推广、认证上量过程中。

近年来，汉高华威电子有限公司己经开始着手开发适合于这种高端半导体封装的绿色环保EMC，并有部分新产品已经在一些国际知名封装厂家考核试用。

HysolGR9851M具有高可靠性能、低翘曲、低成本等优点，在存储卡封装上（MMCcard）得到了广泛的应用；HysolGR9810－1P是汉高电子最新研发的具有高耐热性、低冲丝、低翘曲等特点的绿色EMC，在POP、SCSP等应用场合可以通过Jedec二级水平的考核，并能满足POP等对高温翘曲的特殊要求，已在世界范围内广泛应用。

6FMC无铅绿色升级转型

国际绿色环保割装趋势对于EMC有两个要求，首先是要无铅化，要经得起260℃无铅工艺条件考验；另一个就是要从非环保向绿色环保过渡，要无溴、无锑等。

为了积极应对欧盟RoHS、WEEE和中国《电子信息产品污染控制管理办法》的实施，便于市场推广和认知区隔，我们将EMC重新分类为传统普通型（满足RoHS对Pb、Hg、Cd、Cr＋6、PBB、PBDE等6种有害物质的限量要求）、无铅低应力型（不仅满足RoHS对6种有害物质的限量要求，还要满足260℃回流焊工艺要求）、绿色无溴无锑型（不仅满足RoHS对6种有害物质的限量要求，满足260℃回流焊工艺要求，还要无溴、无锑等）三大类。

现在全球的各大塑封料厂家都在开发绿色环保塑封料上投入了大量的人力、物力，如何研究和开发绿色环保塑封料已经成为全球塑封料产业的焦点问题。

目前，经过研发人员的辛勤探索，寻找不含有传统溴、锑阻燃剂的替代品已经不成问题，而且可以满足ULV－0的阻燃标准。

但是，按照MSL－JEDEC的可靠性考核标准，必须要通过260℃无铅高温回流焊，在这种考核中往往会出现高温可靠性问题，所以很难通过MSL1：

85℃/85%/168H＋IRREFLOW260℃3次这种一级考核，甚至MSL2：

85℃/60%/l68H＋IRREFLOW260℃3次考核，但MSL3：

30℃60%/192H＋IRREFLOW260℃3次考核则较易通过。

如何解决高温可靠性技术问题和降低成本是当前发展和推广环保塑封料的主要研究课题，这是一个全球市场重新洗牌的过程，机遇与挑战并存，特别是对中国内资EMC中小生产企业，可能挑战更多于机遇。

绿色环保EMC面临高温可靠性、高成本、连续成型性等行业难题挑战，需要相关厂商协同配合攻坚克难。

汉高华威电子有限公司的HysolKL－G900H、KL－G730－l、KL－G800H、KL－G680H、KL－G450H、KL－6200、KL－6100、GR825、GR640、GR360等系列绿色EMC已获得国际、国内市场的充分认可和大量使用；苏州住友电木有限公司生产有EME－6600、EME－6700等绿色EMC在大量使用；日立化成（苏州）有限公司市场定位以高档料和绿色EMC为主，其绿色EMC产品CEL9220HF、CEL8240HF在市场上有一定的竞争力。

四家中资EMC品牌企业的中低端绿色塑封料研发陆续有所突破，己有部分产品大批量供货，获得用户认可。

7研发能力情况

（1）专业研发机构。

汉高华威电子有限公司有江苏省集成电路封装材料工程技术研究中心和汉高美国加州技术研发中心，北京首科化微电子有限公司依托中科院化学所；外资企业苏州住友电木有限公司、日立化成工业（苏州）有限公司等外企的研发中心在海外；其它三家中资民营股份制EMC品牌企业也非常注重研发投入，有发展后劲。

（2）汉高华威电子有限公司拥有江苏省集成电路封装材料工程技术研究中心、国家博士后科研工作站，是国家863计划成果产业化基地之一，此外结合汉高美国加州技术研发中心合作研发的许多新产品己达到目前世界先进水平，其绿色环保EMC与国际同步产业化，在国际上处于领导地位。

北京首科化微电子有限公司依托的中科院化学所，在EMC基础理论及新产品的研究方面有一定的优势。

（3）北京首科化微电子有限公司和江苏中鹏电子有限公司共同承担国家02专项中的“LQFP绿色环保型塑封料的研发与产业化”项目，将通过国家资金和政策的支持，提升企业技术研发水平。

（4）无锡创达电子有限公司依托其热固性塑封材料多样化的优势，与复旦大学、江南大学、上海师范大学多年形成的良好校企合作关系，拥有中资最齐全的先进检测分析仪器和先进的生产装备，加之在地理上最贴近用户群，在EMC应用和新产品的研发方面有特定的优势，也在争取共同承担国家02专项中的“BGA、CSP绿色环保型塑封料的研发与产业化”项目。

（5）研发超低膨胀、低翘曲、绿色环保EMC等，是行业发展趋势。

翘曲是困扰BGA和QFN类型封装的主要问题。

目前汉高华威电子有限公司已经掌握了通过调整模塑料性能达到控制翘曲的技术。

可以根据具体的封装设计来调整EMC参数，从而达到控制翘曲度的目的。

目前这一技术已应用于汉高华威电子有限公司的新产品开发中。

8.结束语

（1）目前中国封装业加快客户国际化进程和产品绿色无铅化封装技术升级转型，中国EMC行业正处于快速发展和变革时期，己形成以德资控股的汉高华威电子有限公司与日本住友独资的苏州住友电木有限公司两外资巨头为主导，中资FMC四家品牌企业快速发展的市场格局。

（2）低端市场EOCN型EMC中外供应商产能严重过剩，价格竞争激烈，市场占有率日趋分散，外资厂商或进口厂商在主动或被动收缩低端战场，中资企业总体占有率在不断提高；绿色无铅化EMC市场以国际巨头间竞争为主导，中资EMC品牌企业不断有所突破，不断渗透。

（3）今后2～3年将是以汉高华威电子有限公司为龙头的中国本土EMC企业迎接绿色无铅封装挑战和突破品牌国际化认同的关键时期；中国本土EMC企业在世界半导体行业的地位将会进一步提高，将来中国有望成为世界EMC最大生产国，并将在海外市场也占有重要的地位。

叶如龙执笔