柔性電子材料發(fā)展前景分析

柔性電子材料發(fā)展前景分析

一、電子材料國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)

電子材料是指在電子技術(shù)和微電子技術(shù)中使用的材料,包括介電材料、半導(dǎo)體材料、壓電與鐵電材料、導(dǎo)電金屬及其合金材料、磁性材料、光電子材料、電磁波屏蔽材料以及其他相關(guān)材料.電子材料是現(xiàn)代電子工業(yè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)又是科技領(lǐng)域中技術(shù)密集型學(xué)科.它涉及到電子技術(shù)、物理化學(xué)、固體物理學(xué)和工藝基礎(chǔ)等多學(xué)科知識(shí).根據(jù)材料的化學(xué)性質(zhì),可以分為金屬電子材料,電子陶瓷,高分子電子、玻璃電介質(zhì)、云母、氣體絕緣介質(zhì)材料,電感器、絕緣材料、磁性材料、電子五金件、電工陶瓷材料、屏蔽材料、壓電晶體材料、電子精細(xì)化工材料、電子輕建紡材料、電子錫焊料材料、PCB制作材料、其它電子材料.

它涉及到電子技術(shù)、物理化學(xué)、固體物理學(xué)和工藝基礎(chǔ)等多學(xué)科知識(shí).根據(jù)材料的化學(xué)性質(zhì),可以分為金屬電子材料,電子陶瓷,高分子電子、玻璃電介質(zhì)、云母、氣體絕緣介質(zhì)材料,電感器、絕緣材料、磁性材料、電子五金件、電工陶瓷材料、屏蔽材料、壓電晶體材料、電子精細(xì)化工材料、電子輕建紡材料、電子錫焊料材料、PCB制作材料、其它電子材料.

第三代半導(dǎo)體電力電子器件已初步具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用條件.目前全球有超過30家公司在電力電子領(lǐng)域擁有對(duì)SiC、GaN相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造與銷售能力,但市場(chǎng)上能夠批量穩(wěn)定提供SiC、GaN產(chǎn)品的不超過1/3.

目前,全球第三代半導(dǎo)體電力電子產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立態(tài)勢(shì).SIC電力電子產(chǎn)業(yè)的全球分布特點(diǎn)

全球第三代半導(dǎo)體電子材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展及市場(chǎng)格局

美國(guó)在SiC領(lǐng)域全球獨(dú)大,擁有Cree、II--VI、道康寧等具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè),并且占有全球SiC70-80%的產(chǎn)量.

歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,擁有英飛凌、意法半導(dǎo)體、Sicrystal、Ascatronl、IBS、ABB等優(yōu)秀半導(dǎo)體制造商,在全球電力電子市場(chǎng)擁有強(qiáng)大話語(yǔ)權(quán).

日本是設(shè)備和模塊開發(fā)方面的絕對(duì)領(lǐng)先者,主要產(chǎn)商有羅姆、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、松下、東芝、日立等.

至2016年,國(guó)內(nèi)電子材料占比仍非常低（不超過10%）,高端封裝材料更是幾乎空白,嚴(yán)重阻礙了國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.

目前,中國(guó)大陸先進(jìn)電子高端封裝市場(chǎng)基本由國(guó)外廠商和臺(tái)灣廠商主導(dǎo),ASE、Amkor、SPIL等占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額,中國(guó)大陸供貨商只有江陰長(zhǎng)電、華天科技、通富微電等少數(shù)幾家,其市場(chǎng)占有率也少之又少.

封裝測(cè)試是集成電路制造的后道工藝,集成電路封裝是把通過測(cè)試的晶圓進(jìn)一步加工得到獨(dú)立芯片的過程,目的是為芯片的觸點(diǎn)加上可與外界電路連接的功能,如加上引腳,使之可以與外部電路如PCB板連接.同時(shí),封裝能夠?yàn)樾酒由弦粋€(gè)“保護(hù)殼”,防止芯片受到物理或化學(xué)損壞.在封裝環(huán)節(jié)結(jié)束后的測(cè)試環(huán)節(jié)會(huì)針對(duì)芯片進(jìn)行電氣功能的確認(rèn).

電子材料的發(fā)展為中國(guó)電子信息制造業(yè)實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有、從小到大的重大轉(zhuǎn)變提供了重要的技術(shù)支撐,為重大工程建設(shè)、國(guó)防鞏固提供了重要保障.電子產(chǎn)品細(xì)分行業(yè)利潤(rùn)增速情況

中國(guó)大陸當(dāng)前進(jìn)入半導(dǎo)體生產(chǎn)線建設(shè)密集期,對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備和材料的需求快速增長(zhǎng),大陸年需求規(guī)模有望超過200億美元,國(guó)內(nèi)配套的設(shè)備和材料廠商迎來(lái)進(jìn)口替代大機(jī)遇.隨著摩爾定律失效,集成電路的發(fā)展尤其依賴先進(jìn)電子封裝技術(shù)的革新突破,因此,先進(jìn)電子封裝材料將起到至關(guān)重要的作用.

另一方面,隨著中國(guó)制造2025、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家戰(zhàn)略的推進(jìn)實(shí)施,智能制造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)又將催生巨大的集成電路市場(chǎng).這意味著電子封裝材料將面臨廣闊的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇.集成電路正朝著小型化、輕薄化、高性能化、多功能化、高可靠性、成本低的趨勢(shì)發(fā)展,而集成電路的封裝從原來(lái)的二維到更多維的發(fā)展.

“材料是中國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的痛”,隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電子材料國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行.未來(lái)5-10年將是中國(guó)電子材料迅速發(fā)展的時(shí)期,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存.

二、下游景氣帶動(dòng)電子信息材料步入飛速發(fā)展期

作為中國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和科創(chuàng)板重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)之一,新材料將成為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量制造的基礎(chǔ)受到重視,關(guān)鍵材料亟需突破.17年工信部頒發(fā)了新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南,也提出十三五規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的信息技術(shù)材料.當(dāng)前中國(guó)電子信息材料和國(guó)外差距較大,主要集中在低附加值的產(chǎn)業(yè)鏈下游,上游材料制備和應(yīng)用技術(shù)長(zhǎng)期限制中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.看好電子信息類材料在未來(lái)3-5年內(nèi)的高成長(zhǎng).

關(guān)注擁有高壁壘的細(xì)分領(lǐng)域電子材料龍頭.對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)的相關(guān)材料進(jìn)行梳理,在5G、半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化、消費(fèi)電子升級(jí)換代等利好催化下,電子材料及生產(chǎn)過程中的耗材都具有加號(hào)的增長(zhǎng)潛力.電子信息材料大而龐雜,而且在材料精度、品質(zhì)、穩(wěn)定性等要求高于傳統(tǒng)材料,技術(shù)和工藝依賴更為嚴(yán)重,客戶測(cè)試周期長(zhǎng),均加強(qiáng)了電子材料的壁壘.建議關(guān)注各細(xì)分領(lǐng)域的材料龍頭,尤其是具備研發(fā)、工藝和設(shè)備壁壘,并具長(zhǎng)期客戶積累的電子材料企業(yè).電子信息材料

三、柔性電子材料發(fā)展前景廣闊

“十二五”以來(lái),柔性電子技術(shù)蓬勃發(fā)展,而由此發(fā)展起來(lái)的柔性電子設(shè)備,亦是方興未艾.智能可穿戴設(shè)備便是重要的應(yīng)用.柔性電子設(shè)備已在新型能源設(shè)備,疾病預(yù)防與治療,智能手機(jī),大尺寸顯示屏幕,航空航天等領(lǐng)域嶄露頭角.柔性可攜帶儲(chǔ)能電池,柔性超級(jí)電容器已有初步的產(chǎn)品；生物可兼容的柔性傳感器,在心臟疾病監(jiān)測(cè),脈搏感應(yīng),腦電波探測(cè)等發(fā)揮了初步作用；風(fēng)靡一時(shí)的小米手環(huán),由于其物美價(jià)廉,可以說是走入國(guó)人生活的第一款可穿戴設(shè)備,主要功能包括查看運(yùn)動(dòng)量,監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量,智能鬧鐘喚醒等,還可以通過云端識(shí)別更多的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目；早前美國(guó)谷歌公司推出的谷歌眼鏡,蘋果公司的智能手表等也在市場(chǎng)上引起了不小的反響；有機(jī)發(fā)光二極管,也在顯示發(fā)光領(lǐng)域得到了初步的應(yīng)用；在航天領(lǐng)域,柔性電子設(shè)備由于形狀可控、節(jié)省空間也已得到了一些應(yīng)用.

目前在印刷電子領(lǐng)域,常用的柔性材料通常為有機(jī)材料,包括PI（聚酰亞胺）,PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）,PEN（聚乙烯奈）,PEI（聚醚酰亞胺）,透明導(dǎo)電聚酯等等.到2030年,現(xiàn)有有機(jī)材料的性能,將會(huì)得到極大的提高.例如目前有機(jī)半導(dǎo)體遷移率最大值1cm2V-1s-1,到時(shí)可開發(fā)出媲美單晶硅遷移率103cm2V-1s-1的有機(jī)半導(dǎo)體.當(dāng)前的研究熱點(diǎn)柔性材料,石墨烯,硫化鉬等二維材料,碳納米管,納米線等一維材料將走向成熟.而且新型的無(wú)機(jī)柔性材料也將會(huì)進(jìn)入