电子化学品是电子工业使用的专用化学品和化工材料,属于电子化学材料范畴,是电子材料与精细化工结合的高新技术产品。 随着技术创新的发展,电子化学品的应用领域不断扩大,已渗透到国民经济和国防建设的各个领域。电子化学品及下游电子元器件是电子信息产业的基础与先导,处于电子信息产业链的前端,是航空航天、军工、信息通讯、消费电子、汽车电子、工业控制等领域终端产品发展的基础。高质量的电子化学品是制造高性能电子元器件的保障,在一定程度上决定或影响着下游及终端产业的发展与进步,对于国家产业结构升级、国民经济发展及国防建设具有重要意义。
电子化学品具有以下特点:
品种多、专用性强、专业跨度大:电子化学品品种规格繁多,可分为半导体材料、磁性材料及中间体、电容器化学品、电池化学品、电子工业用塑料、电子工业用涂料等十几个大的门类,每一个大类又有若干子类,产品品种在2万余种以上。电子化学品系化学、化工、材料科学、电子工程等多学科结合的综合学科领域,各种电子化学品之间在材料属性、生产工艺、功能原理、应用领域等方面存在较大差异,专业跨度大,单一产品具有高度专用性、应用领域集中。
子行业细分程度高、技术门槛高:由于电子化学品品种多、专业跨度大、专用性强,内部形成了多个子行业。与上游石油化工等基础化学原材料行业不同,电子化学品市场细分程度高、技术门槛高,细分行业市场集中度较高,龙头企业市场份额较大。
技术密集、产品更新换代快:电子化学品要求企业研发人员、工程技术人员具备多学科及上下游行业的知识背景和研究能力,具备较高技术门槛。电子化学品与下游行业结合紧密,随着新能源、信息通讯、消费电子等下游行业的快速发展,要求电子化学品更新换代速度不断加快,企业科技研发压力与日俱增。
功能性强、附加值高、质量要求严:电子化学品是“电子化学品-元器件/部件-整机”产业链的前端,其工艺水平和产品质量直接对元器件/部件的功能和性状构成重要影响,进而通过产业传导影响到终端整机产品的性能。高质量的电子化学品是制造高性能电子元器件的保障。
中国电子化学品市场发展迅速,近年来平均年增长率约为15%,中国需要近20000种电子化学品,占所有电子材料的65%。目前,中国电子化学品市场规模已达80多亿元,有100多家公司参与电子化学品的开发和生产,生产能力约2万吨,可批量生产近1200个品种。随着微细加工技术的发展,电子化学品的特点如品种多、质量要求高、用量小、对环境洁净度要求苛刻、产品更新换代快、资金投入量大、产品附加值较高等越来越明显。
湿电子化学品:
湿电子化学品是一种关键性基础化工材料,主要用于电子工业,特别是在现代通信、计算机、信息网络技术等高科技领域中扮演着重要角色。它们是电子技术与化工材料相结合的创新产物,具有用途关键性、厂商高垄断性、品种多样性、行业高增长性等特点。湿电子化学品,又称超净高纯试剂或工艺化学品,其主体成分纯度大于99.99%,杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂。这些化学品在微电子、光电子湿法工艺制程中使用的各种液体化工材料,是不可或缺的组成部分。
湿电子化学品的用途主要分为通用化学品和功能性化学品两类。通用化学品以高纯溶剂为主,如过氧化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、盐酸、硝酸等。功能性化学品则通过复配手段达到特殊功能,满足制造中特殊工艺需求的配方类或复配类化学品,主要包括显影液、剥离液、清洗液、刻蚀液等。这些化学品在光伏、显示面板和半导体等领域的清洗、光刻、显影、蚀刻、去胶等湿法工艺制作流程中都发挥着关键作用。
湿电子化学品的品质要求极高,不同的行业生产标准有别,对湿电子化学品的工艺要求也不同。例如,在半导体湿法工艺流程中,高质量的湿电子化学品如电子级磷酸、电子级硫酸和功能性电子级蚀刻液等是制造合格芯片的关键。这些化学品支撑着现代技术产业的发展,其重要性不言而喻。
总的来说,湿电子化学品是现代高科技产业中不可或缺的基础材料,其研发和应用水平直接关系到国家高新技术产业的发展水平和国际竞争力。
光刻胶:
光刻胶是集成电路制造中的关键材料,其质量和性能直接影响集成电路的性能、成品率及可靠性。光刻胶,也称为感光阻焊油墨,在半导体集成电路制造中扮演着核心角色。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,市场巨大,光刻工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%,耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%,因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材料12。
光刻胶根据显示效果可分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同,而负性光刻胶显影时形成的图形与掩膜版相反。两者的生产工艺流程基本一致,区别在于主要原材料不同。按照化学结构分类,光刻胶可以分为光聚合型、光分解型、光交联型和化学放大型。化学放大型光刻胶使用光致酸剂作为光引发剂,在曝光后,产生的酸作为催化剂,移除树脂的保护基团,从而使树脂变得易于溶解,具有高对比度、高分辨率等优点。
光刻胶的发展历史悠久,从1884年德国人韦斯特利用重氮化合物的感光性显示出影像开始,到1925年美国柯达公司发现聚乙烯醇和肉桂酸酯在紫外光下有很强的交联反应并且感光度很高,再到1990年后出现248 nm化学增幅型光刻胶,光刻胶的技术和应用不断进步和发展。
选择合适的光刻胶时,通常会考虑其分辨率、显影速度、曝光灵敏度、溶解度、耐化学性、干膜厚度和热稳定性等指标。这些指标直接影响着最终产品的性能和质量。
CMP:
CMP(化学机械抛光)材料主要包括抛光液和抛光垫,这两者在CMP过程中扮演着至关重要的角色。
抛光液是CMP过程中的关键材料之一,它通过化学作用和机械研磨的协同作用,实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化。抛光液的配方和性能直接影响到抛光的质量和效率。传统的抛光液,如碱性抛光液,虽然有其应用,但因其抛光效率较低,不易找到在弱碱性中氧化势高的氧化剂,这限制了其在实际应用中的效果。
抛光垫则是负责输送和容纳抛光液的关键部件。它的设计和材质选择对于提高抛光均匀性和效率同样至关重要。抛光垫通过其独特的结构和材质,帮助液体分布均匀,同时提供适当的压力,以确保晶圆表面能够均匀抛光,避免出现局部过度抛光或未抛光的情况。
此外,CMP材料在半导体制造材料中占比达到7%,且国产化率不足15%,显示出强烈的国产替代需求。中国大陆的半导体材料市场规模在全球的占比为16%,仅次于中国台湾和韩国,为全球第三大半导体材料区域。这表明CMP材料在半导体制造中的重要性,以及国内对该领域的发展和进步的需求。
电子特气:
电子特气,也称为电子级化学特种气体,是专门应用于电子行业的气体,其质量直接关系到电子器件的成品率和性能。在半导体行业中,电子特气的种类繁多,目前已知的有114种,其中常用的有44种。这些气体主要包括三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、氨气等,它们通常采用液态与瓶装气体的生产模式,广泛应用于离子注入、刻蚀、气相沉积、掺杂等关键生产环节。电子特气在半导体生产中的应用可谓无处不在,从芯片生产的起始阶段到最终的器件封装,电子特气贯穿于半导体行业的每一个生产环节。在光刻、刻蚀、离子注入等关键技术步骤中,电子特气更是发挥着不可替代的作用。此外,电子特气还广泛应用于显示面板、太阳能电池等电子工业领域,为这些行业的生产提供强有力的支持。
随着全球电子工业的快速发展,电子特气的市场需求持续增长。特别是在集成电路、显示面板等高端电子产品的推动下,电子特气的应用范围和需求量不断扩大。然而,值得注意的是,我国在电子特气领域的进口依赖程度较高,这已成为制约我国科技与新能源发展的重大瓶颈。因此,加快电子特气的国产化进程,提高自主创新能力,对于保障我国电子工业的供应链安全具有重要意义。