聚酰亞胺（PI）作為先進(jìn)半導(dǎo)體封裝中的核心材料，傳統(tǒng)PI固化工藝通常需要300-350℃高溫，這對設(shè)備、能耗及材料相容性提出了較高要求。近年來，通過引入可光交聯(lián)聚酰胺酯（pc-PAE）樹脂及咪唑（IMZ）催化劑，低溫固化光敏聚酰亞胺（PSPI）的固化溫度已降至230℃以下，為半導(dǎo)體封裝與新型顯示領(lǐng)域提供了更優(yōu)解決方案。
市場格局與國產(chǎn)化進(jìn)展
目前，全球PSPI市場主要由日本東麗、美國HDM等企業(yè)主導(dǎo)，技術(shù)壁壘高，國內(nèi)長期依賴進(jìn)口。2023年，全球PSPI市場規(guī)模約為21億元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到120億元，但國產(chǎn)化率不足5%。隨著明士新材料、艾森股份等本土企業(yè)在低溫固化PSPI領(lǐng)域取得技術(shù)突破，國產(chǎn)替代進(jìn)程正在加快。
明士新材料近期實(shí)現(xiàn)低溫固化PSPI規(guī)?；a(chǎn)，固化溫度降至250℃以下，材料分辨率可達(dá)0.1μm，介電常數(shù)≤3.0（1MHz），滿足28nm及以下先進(jìn)制程需求。該產(chǎn)品已應(yīng)用于HBM3高帶寬存儲芯片封裝、3D IC集成等領(lǐng)域，并獲多家封測龍頭驗(yàn)證。預(yù)計(jì)2025年一季度中試線投產(chǎn)，年產(chǎn)能規(guī)劃5000噸，生產(chǎn)成本較進(jìn)口產(chǎn)品下降30%。
艾森股份建成國內(nèi)首條正性PSPI量產(chǎn)線，分辨率達(dá)到3μm，順利通過中芯國際、長電科技等客戶認(rèn)證，2024年實(shí)現(xiàn)本土晶圓廠訂單落地，打破國際在正性材料領(lǐng)域的壟斷。同時(shí)推出低溫交聯(lián)型PSPI，針對2.5D/3D TSV通孔絕緣層需求，2025年產(chǎn)能將達(dá)到500噸/年。
湖北鼎龍面向OLED顯示開發(fā)半導(dǎo)體級低溫固化PSPI，提出優(yōu)化邊緣光刻清晰度的新技術(shù)方案，并與長江存儲合作拓展3D NAND堆疊封裝，預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)小批量供貨。
常州強(qiáng)力新材、深圳瑞華泰等企業(yè)則致力于開發(fā)低吸濕性PSPI、提升材料耐熱性能和適配晶圓級封裝。
應(yīng)用滲透與市場趨勢
2023年，全球PSPI市場規(guī)模達(dá)到38億元，東麗、HDM、富士膠片三家企業(yè)合計(jì)占據(jù)77%市場。中國市場規(guī)模為13億元，低溫型PSPI市場國產(chǎn)化率快速提升，2024年明士與艾森合計(jì)市占率達(dá)到8%，預(yù)計(jì)2025年突破20%。
在高端封裝領(lǐng)域，低溫PSPI已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代突破。明士材料的低溫PSPI應(yīng)用于聯(lián)發(fā)科5G芯片F(xiàn)an-out WLP封裝，艾森PSPI支持2μm線寬，適配Chiplet互連、2.5D集成。
在顯示領(lǐng)域，京東方、TCL采用國產(chǎn)PSPI實(shí)現(xiàn)OLED像素定義層，6.7英寸柔性屏像素隔離精度達(dá)100nm，良率達(dá)98.5%。
在功率器件領(lǐng)域，強(qiáng)力新材PSPI用于IGBT絕緣層，耐受175℃高溫，提升器件可靠性30%。
行業(yè)瓶頸與發(fā)展建議
當(dāng)前，國際龍頭單廠PSPI產(chǎn)能可達(dá)2000噸/年以上，而國內(nèi)企業(yè)平均產(chǎn)能尚不足200噸，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模與效率仍需提升。同時(shí)，部分關(guān)鍵單體如ODPA二酐原料高度依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化率僅60%，有待加快全產(chǎn)業(yè)鏈配套布局。
展望
低溫固化PSPI的國產(chǎn)化不僅在材料技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)突破，更是半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著行業(yè)龍頭批量供應(yīng)及政策扶持，預(yù)計(jì)未來三到五年內(nèi)，國產(chǎn)低溫PSPI有望完成從驗(yàn)證導(dǎo)入到大規(guī)模應(yīng)用的跨越，逐步改善全球供應(yīng)格局。材料性能的持續(xù)進(jìn)步也將為本土先進(jìn)封裝、柔性電子等新興應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)支撐。
