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我国环氧塑封料(EMC)行业产需量稳定增长 高端市场基本被国外品牌垄断

1、环氧塑封料概述

环氧塑封料(EMC)在用于半导体芯片封装时,不但保护了芯片不受外部环境的影响,特别是免受外部机械物理力(例如冲击和压力)和外部化学力(例如水分、热量和紫外线)的影响,而且为芯片提供了散热通道。在保证芯片电绝缘性的同时,提供了一种半导体封装的形式使其更易于安装在印刷电路板上。环氧塑封料主要由环氧树脂、固化剂(以酚醛树脂为主)、填料(以硅微粉为主)等组分组成,其中填料占比最高。不同组分涉及性能不同,且不同性能间存在相互制约关系。

环氧塑封料各组成成分情况

类别

原材料

涉及性能

品种

典型质量分数

主要功能

填料

无机填料

可靠性、流动性

硅微粉(SiO2)、氧化铝等

60-90%

提高EMC强度、降低热膨胀系数(CTE)、降低吸湿性、增强导热性能

聚合物

环氧树脂

流动性、可靠性

邻甲酚醛型、联苯型、MAR型等

5-10%

在一定温度下(通常为175℃)和固化剂发生反应,生成交联网状树脂,起到聚合、连接作用

固化剂

固化性、可靠性

酚醛树脂

5-10%

与环氧树脂发生环氧基团的开环反应后形成交联网络树脂

偶联剂

可靠性

硅烷类、氨基硅油等

1%

作为无机填料与有机物的连接桥梁,增强两者间的结合力

添加剂

阻燃剂

可靠性

含溴环氧、锑氧化物、金属氢氧化物等

10%

提高材料的阻燃性能

脱模剂

模塑性

天然蜡、合成蜡

1%

有利于与模具或引线框架脱离,形成连续成型能力,改善流动性

染色剂

模塑性

绝缘炭黑等

1%

染色

应力添加剂

可靠性

硅油、端羧基丁腈橡胶等

1%

降低材料的膨胀应力、角应力,减少脱层

离子捕捉剂

可靠性

水滑石

1%

提高EMC的电性能

促进剂

固化性

胺类、磷类

1%

加速环氧树脂与固化剂的交联反应

资料来源:观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国环氧塑封料行业发展深度研究与投资前景分析报告(2024-2031年)》显示,环氧塑封料是一种常用于密封、防潮、防尘和保护电子元器件的材料。根据其性质和用途,可以将环氧塑封料分为环氧数字浸渍塑封料、环氧树脂灌封料、环氧树脂胶带、环氧封装胶、环氧树脂涂料等。总的来说,环氧塑封料在电子工业中起着至关重要的作用,能够保护电子元器件不受外界环境的干扰和损害,延长其使用寿命,并提高其性能和可靠性。

环氧树脂特点及具体说明

特点

具体说明

粘附性能强

在合成胶粘剂中环氧树脂的胶接强度居前列

力学性能好

固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能

无副产物

与固化剂反应属于加成聚合,通常没有副产物

固化收缩率低

环氧树脂封装材料与其它热固性树脂材料相比具有较低的固化收缩率,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)

耐化学稳定性

环氧树脂固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。在低浓度硫酸、硝酸、石油中长时间浸泡,性能保持不变

耐霉菌

固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用

电绝缘性能优良

环氧树脂交联固化后不再含有活泼性基团和游离的离子,有着良好的电绝缘性能和介电性能,环氧树脂的击穿电压可大于35kv/mm

灵活的加工性能

环氧树脂体系可根据材料性能的要求适当修改组成成分的配方以满足各种应用要求。例如,当需要具有较好热稳定性时,可选用邻甲酚型或者多官能团型环氧树脂;当需要玻璃化温度较高时,可选用萘型环氧树脂

但环氧树脂亦有其缺点:与固化剂反应生成的固化产物脆性高,伸长率小;不耐机械冲击和热冲击

资料来源:观研天下整理

2、我国环氧塑封料产量及需求量呈现稳定上升

目前,我国环氧塑封料品种较齐全,能满足集成电路封装从低端到高端材料的需求,产品覆盖二极管、功率器件、大规模/超大规模集成电路等封装,是全球环氧塑封料的最大生产基地,国内环氧塑封料生产企业年产能超过14万吨。

近年来,随着半导体快速发展,环氧塑封料等材料产业作为其产业链中重要一环,也得到快速发展,产量及需求量呈现稳定增长。根据数据显示,2020年,我国环氧塑封料行业产量及需求量分别为8.67万吨和13.75万吨,预计2022年环氧塑封料产量和需求量将分别达到11.13万吨和17.16万吨。

近年来,随着半导体快速发展,环氧塑封料等材料产业作为其产业链中重要一环,也得到快速发展,产量及需求量呈现稳定增长。根据数据显示,2020年,我国环氧塑封料行业产量及需求量分别为8.67万吨和13.75万吨,预计2022年环氧塑封料产量和需求量将分别达到11.13万吨和17.16万吨。

数据来源:观研天下整理

3、我国环氧塑封料市场规模超过60亿元

近几年,中美贸易战相继使国内封装厂家也意识到材料国产化的重要性和紧迫性,为环氧塑封料产业发展带来良好的发展机遇。根据数据显示,2020年我国环氧塑封料市场规模增长至65.04亿元,预计2022年市场规模将达到84.94亿元。

近几年,中美贸易战相继使国内封装厂家也意识到材料国产化的重要性和紧迫性,为环氧塑封料产业发展带来良好的发展机遇。根据数据显示,2020年我国环氧塑封料市场规模增长至65.04亿元,预计2022年市场规模将达到84.94亿元。

数据来源:观研天下整理

4、高端环氧塑封料基本被国外品牌产品垄断

虽然,我国已成为世界上最大的环氧塑封材料以及封装填料生产基地,但却并非强国,中高端产品仍然依赖进口或是外企设在中国的制造基地供给。我国环氧塑封料市场高准入门槛导致头部效应明显。尤其是,随着封装技术不断发展,对环氧塑封料性能要求不断提高,侧重点也有所不同,所以环氧塑封料厂商需要针对性地开发新产品以匹配下游客户日益复杂的性能需求。

历代封装技术对环氧塑封料的主要性能及产品配方要求

封装技术发展阶段

对应封装形式

环氧塑封料性能要求

第一阶段

TODIP

重点考察热性能与电性能,要求在配方设计中关注固化时间、TgCTE、导热系数、离子含量、气孔率等因素。

第二阶段

SOTSOP

重点考察可靠性、连续模塑性等性能,要求在配方设计中关注冲丝率、固化时间、流动性、离子含量、吸水率、粘接力、弯曲强度、弯曲模量等因素。

第三阶段

QFNBGA

重点考察翘曲、可靠性、气孔等性能,要求在配方设计中关注流动性、粘度、弯曲强度、弯曲模量、TgCTE、应力、吸水率、粘接力等因素。

第四、第五阶段

SiPFOWLP

对翘曲、可靠性、气孔提出了更高的要求,部分产品以颗粒状或液态形式呈现,要求在配方设计中关注粘度、粘接力、吸水率、弯曲强度、弯曲模量、TgCTE、离子含量等因素。

资料来源:观研天下整理

我国国产环氧塑封料厂商市场份额主要由华海诚科、衡所华威、长春塑封料、北京科化、长兴电子所占据,但是市场占比约30%,而高端环氧塑封料基本被国外厂商垄断,具有较大替代空间。

中国环氧塑封料市场国产化程度和竞争格局

封装类型

封装技术

环氧塑封料国产化程度

环氧塑封料竞争格局

传统封装

DOSMXDIP

国外厂商已基本退出,市场由内资厂商主导

市场主要由华海诚科、衡所华威、长春塑封料等内资厂商主导

TO

内外资基本相当

SODSOTSOPQFP

仍由外资厂商主导,尤其是在高电压应用等细分领域较为领先。内资厂商市场份额逐步提升,大部分产品性能已达到外资同类产品水平,在常规应用领域基本可替代外资产品,仍存在替代空间。

市场主要由住友电木、蔼司蒂、华海诚科、衡所华威四家厂商占据

先进封装

QFNBGA

外资厂商基本处于垄断地位,内资厂商产品仍主要处于导入考核阶段,较少数内资厂商已实现小批量生产,存在较大的替代空间

市场主要由住友电木、蔼司蒂等外资厂商占据,华海诚科等少数内资厂商已陆续通过主流厂商的考核验证,并实现小批量生产

SiPMUFFOWLP

外资厂商处于垄断地位,内资厂商处于产品开发或者客户考核阶段,产品类别相对单一

市场主要由住友电木、蔼司蒂、京瓷等外资厂商占据,内资厂商布局较少,华海诚科在该领域的技术与产品布局处于内资厂商中领先地位,应用于FCSiPFOWLP/FOPLP等领域的产品已陆续通过客户考核验证

资料来源:观研天下整理(WYD

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