投资开发及生产微电子.集成电路.光导纤维封装材料项目计划书

《在中国投资开发及生产微电子.集成电路.光导纤维封装材料项目计划书》项目名称：在中国投资开发及生产微电子/集成电路/光导纤维封装材料项目一、项目概况(项目所依据的前期成果，转化的必要性，国内外现状、水平及发展趋势，主要内容简介)：1.概况九十年代以来，发达国家的发展证明实现社会信息化及网络化的关键在于大力开发及应用各种计算器及微电子设备（保括光线通讯设备）。这些微电子设备的基础都是集成电路。集成电路是现代信息社会经济发展的基础和核心。特别是个人计算器、手机以及互连网的迅速普及，世界微电子市场需求平均以每年15%的速度增长。未来15年，全球微电子销售将保持年均9.7%的增长速度。仅就集成电路而言，2000年我国的需求已达232亿块，而国内目前自给量仍不足10%，如果今后10年内，我国GDP的平均增长率为7%，则集成电路消费量的增长率为30%以上。据此预测，到2010年，我国集成电路市场需求将达到1230亿美元，约占当时世界集成电路销售总量的13%，如此巨大的产能落差，使得中国成为集成电路产业投资热点。未来三到五年,10到12条8~12英寸晶园生产线将在我国上海，天津，北京等地投产并将生产出大量多用途晶园。将这些晶园加工成集成电路模块及微电子器件需要大量特殊封装材料。到目前为止，中国微电子封装材料工业几乎是零，IC封装所用材料全部依靠进口。迅速建立中国封装材料工业，大力开发及生产高性能封装材料已成为发展中国微电子工业的当务之急。非常明显，无论微电子产品怎样更新换代，都需要封装材料，可以毫不夸张的说，微电子封装材料工业在中国有非常广阔的市场。2.技术转化内容简介本项目转化内容基于何枫博士及其所创立的SPTMaterials公司的技术资源而产生。在近10年从事微电子封装材料的开发过程中，何枫博士有意识的收集了世界微电子封装材料公司的工业配方和加工工艺并在其基础上加以改造创新。这些技术转化内容包括·生产微电子封装材料（厚膜材料、芯片粘接材料、Encapsulant材料及光导纤维器件封装材料）的配方及制造工艺共72项；这些材料的技术参数均达到当今世界先进水平;·生产上述微电子封装材料加工工艺流程及测试技术参数;·生产上述微电子封装材料所需加工设备及测试设备的采购、安装、与调试;·与产品相关的原材料的来源及价格信息;·主要微电子封装材料的市场销售信息和相关经验。SPTMaterials公司拥有以上全部技术。其知识产权体现于它所拥有的技术秘密和商业秘密（即Know-how&Tradesecrets）。二、项目转化内容(项目的试验内容，工艺、技术路线，主要技术及需解决的技术关键)：本项目转化内容为生产微电子封装材料（厚膜材料、集成电路芯片Encapsulant材料及光导纤维器件封装材料）的配方及加工工艺流程及测试技术参数。1.项目转化内容1.1BGA/CSP芯片粘接材料(DieAttachMaterials)﹐两个配方。这些材料用于将芯片于基片的连接。主要材料特性包括导电、导热、低热膨胀系数、及高可靠性。取决于不同应用及不同工艺，材料的配方也相应不同。1.2COB芯片包封材料(ChipOnBoard(COB)Encapsulant)一个配方。用于芯片机械及环境保护，要求材料具有低线性膨胀系数以及高纯度等特性。1.3低应力芯片包封材料(LowStressEncapsulant)一个配方。用于包封对应力敏感芯片。1.4高聚物表面封料(PolymerOvercoats)﹐共六个配方。1.5UV固化光纤器件封装材料(UVCurableFiberOpticPackagingMaterials)﹐共三个配方。光导纤维器件是近年来发展起来的新兴工业，UV固化技术特别适应于此市场。在未来十年内，随着光纤通信及数据通信以及计算器网络化的发展，适合于光纤系统的封装材料必然有巨大的市场潜力。厚膜材料是技术性非常高的材料，材料的各种物理特性和材料的配方密切相关。在未来十年内，厚膜电路工业在中国将以高速度增长。本项目将要转化的厚膜技术包括1.6厚膜导体材料(ThickFilmConductors)﹐共十七个配方。1.7厚膜电阻(ThickFilmResistors)﹐共六个配方。1.8厚膜电位电阻(ThickFilmPotentiometers)﹐共七个配方。1.9厚膜浪涌保护电阻(ThickFilmSurgeProtectionResistors)﹐共十个配方。1.10厚膜热敏电阻(ThickFilmPTC/NTCThermistors)﹐共九个配方。1.11厚膜电感与介电材料(ThickFilmDielectrics)﹐共十一个配方。2.工艺/技术路线/工工艺流程微电子封装材料可概括为两大类﹐一类为厚膜材料﹐另一类为聚合材料。这些材料加工工艺流程如图１和图２所示图1厚膜材料加工工艺流程图2聚合封装材料加工工艺流程3.微电子封装材料的测试内容,主要技术,及需解决的技术关键封装材料的技术关键在于研制出满足以下技术特性的材料配方,将其应用于微电子﹐集成电路芯片﹐及光导纤维器件。3.1材料物理特性§Viscosity§ThixotropicIndex§Reactiontemperature§ReactionSpeed§DegreeofConversion/Polymerization§GlassTransitionTemperature(Tg)§CoefficientofThermalExpansion(CTE)§Modulus§MoistureAbsorption§Resistivity/conductivity§DielectricConstant§DielectricStrength§HighVoltageStrength§ExtractableIonicContent(Na,K,Cl)§Adhesionstrength§UV/VIS/IRTransparence3.2材料可靠性§85C/85%RH(JEDECTest)§ReflowTest§TemperatureCycle§ThermalShock§PCT§HighTemperatureStorage3.3材料应用特性§Printability/Dispensability§Curing/SinteringProfiles§Potlifeandshelflife§Stability三、市场前景预测：电子产品正朝着便携式、小型化、网络化和多媒体化方向发展，这种市场需求对集成电路封装技术提出了单位元体积信息高密度和单位元时间处理高速度的要求。此种对电子系统小型化和高性能化的要求，使得封装已变得和芯片本身一样重要。封装成本在半导体销售值中占的比例也越来越大，电子封装受到空前的重视。目前电子封装业已经成为全球效益最大的朝阳产业之一。近年来，很多国家纷纷成立专门的研究机构进行微电子封装技术的研究与开发，并在政策、资金上给予极大扶持。美、日本等国，皆将微电子封装作为一个单独的行业来发展，美国国防部已经把微电子封装业列为国家高度优先发展的三大领域之一；而新加坡、台湾等亚洲国家和地区，更是把微电子封装及组装技术作为他们的工业支柱，处于优先的发展地位。随着产业结构及劳务市场的变化，国际公司逐步将其封装生产线转往中国大陆，大陆的微电子封装市场正在迅速增长并逐步取代台湾、日本成为亚洲及世界最大的封装工业基地。在未来的十年中，这种趋势将加速发展。1、世界集成电路市场根据美国半导体协会(SIA)的数据﹐2001年世界集成电路行业总产值为了1390亿美元。未来五年﹐世界集成电路行业将以年平均11%的速度增长﹐到2005年底将达到2150亿美元。表1列出世界各地区集成电路产值分布表1数据显示﹐以中国为主的亚洲的年增长速度为20%﹐远高于世界其它各地。地区20012002200320042005北美3577834531428505241050928欧共体3021629708361984310943554日本3314728492344844071940860亚洲3982050517629767717279908世界138962143303176509213411215251表1世界各地区集成电路产值分布(单位﹕百万美元)2、世界IC封装材料市场集成电路材料可分为两大类﹐第一类为晶圆加工材料﹐第二类为芯片封装材料。本项目不涉及晶圆加工材料﹐因而不予讨论。微电子封装技术原本是芯片生产的后期工序之一，但其一直追随着IC（集成电路）的发展而发展，每一代IC都会有相应一代的封装技术相配合，而SMT﹐BGA﹐FlipChip﹐FPWB﹐CSP﹐WLP等技术的发展，更加促进芯片封装技术不断达到新的水平。微电子封装技术已经成为与微电子工业中除芯片设计并列的另一关键技术，而微电子封装材料亦成为IC产品发展进步的一个不可缺的后端产品。封装材料，特别是其配方及加工工艺，是公司立足市场的基本条件，是所有公司严加保密的知识产权。为了保护具有商业价值的材料配方及工艺，世界主要封装材料公司从不将其生产配方及加工工艺在公开文献及专利上发表。真正具有商业价值的信息通常被称为Know-how或Tradesecrets。由于微电子封装材料技术含量高﹐与所封装器件密切相关﹐因而是高门槛﹐高附加值﹐高利润产业。世界市场销售的微电子封装材料目前仍被美国和日本几家公司所垄断。IC封装所需材料主要包括：基片(Substrate)——包括Leadframs,BGASubstrate,FlexSubstrate,CeramicSubstrate。基片不在本项目的研发范围。联机(BondingWire)——包括金线和铝线。联机不在本项目的研发范围。厚膜材料(ThickFilmMaterials)——包括厚膜导体、厚膜电阻、厚膜电感、厚膜介电材料及聚合物厚膜材料。厚膜材料是技术性非常高的材料，材料的各种物理特性和材料的配方密切相关。在未来十年内，厚膜电路工业在中国将以高速度增长。芯片粘接材料(DieAttachMaterials)——这些材料用于将芯片于基片的连接。主要材料特性包括导电、导热、低热膨胀系数、及高可靠性。取决于不同应用及不同工艺，材料的配方也相应不同。芯片反贴材料(FlipChipUnderfill)——芯片反贴材料用于芯片反贴时提高焊球与基片连接强度及可靠性，要求材料具有良好流变性、能低应力、低线性膨胀系数、以及高纯度等特性。芯片包封材料(Encapsulant)——用于芯片机械及环境保护，要求材料具有低线性膨胀系数以及高纯度等特性。光纤器件封装材料(MaterialforFiberOpticPackaging)——光导纤维器件是近年来发展起来的新兴工业，SPT的UV固化技术特别适应于此市场。在未来十年内，随着光纤通信及数据通信以及计算器网络化的发展，适合于光纤系统的封装材料必然有巨大的市场潜力。据SEMI数据﹐2001年至2004年世界芯片封装材料市场预测如表2所示各类封装材料2001200220032004Leadframes3003318733953580BGASubstrates1452178522602900FlexSubstrates206240280330CeramicSubstrates1410153016301840EncapsulationResins1260138515381640BondingWire712810900980DieAttachMaterials8392102110ThickFilmMaterials300330372419总额843094011047711799表2世界芯片封装材料市场预测((单位﹕百万美元)3、中国市场分析改革开放以来﹐以彩电﹐微机﹐手机为代表的微电子产品迅速普及。在第八个五年计划结束的1995年﹐中国微电子工业总产值已达300亿美元。在‘9/5’期间﹐国家投资100亿美元建设了五条集成电路生产线及20个芯片设计和研究基地。根据中国信息产业部诂计﹐从2001年到2005年﹐中国个人计算器拥有量将由现有的6000万