电子信息材料现状与展望

电子信息材料发展现状与展望2007年4月一、前言•电子材料行业分为电子功能材料、结构材料及工艺与辅助材料三大类•电子信息材料是信息技术的基石，是发展电子信息产业的基础，也是世界各国期望在未来信息技术发展中占有优势地位的关键技术之一•21世纪将开创一个以开发先进的电子信息材料为先导，促进高新技术群体快速发展的新世纪二、市场1.半导体材料•未来5年内，8～12英寸硅片的主流地位不会动摇。目前世界多晶硅的年产能力约30000吨，硅单晶片产量超过50亿平方英寸•“十一五”硅外延片和绝缘层上的硅（SOI）材料的国内需求将出现大幅增长•目前国际上6英寸GaAs材料、4英寸InP材料、3英寸碳化硅（SiC）材料已经商品化，2004年GaAsIC产值达60亿美元•国内目前GaAs以3～4英寸为主，InP以2英寸为主。半导体照明工程的发展对GaAs材料的应用在增加，氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等半导体材料在微电子、光电子技术领域应用发展很快，预计2005年全球锗硅（SiGe）外延材料市场可达22亿美元2、新型平板显示器件材料新型平板显示器的材料主要包括LCD、高亮度LED、PDP用材料,其中LCD用电子材料的发展将以TFT—LCD为重点,TFT液晶材料占市场的份额三分之二以上2010年世界LCD材料需求预测TFTTN黑白STN彩色STNLCD产能(万平米)7,00070015070液晶材料(吨)40045115彩色滤光片(万平米)7,0000070偏光片(万平米)17,5001,600350165玻璃基片(万平米)14,0001,400300140ITO玻璃(方平米)01,400300702010年中国LCD材料需求量预测TFTTN黑白STN彩色STNLCD产能(万平米)8006007060液晶材料(吨)504254彩色滤光片(万平米)8000060偏光片(万平米)2,0001,400160140玻璃基片(万平米)1,6001,200140120ITO玻璃(万平米)01,20014060ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡（俗称ITO）膜加工制作成的。液晶显示器专用ITO导电玻璃，还会在镀ITO层之前，镀上一层二氧化硅阻挡层，以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理，以得到更均匀的显示控制。液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃，所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。因此，最终的液晶显示器都会沿浮法方向，规律的出现波纹不平整情况。•国际PDP材料市场的占有以日本为主，韩国第二位，国内已开始部分彩色PDP材料的研制和生产•LED材料方面预计2010年我国普亮GaAs材料年用量90万平方米；红外AlGaAs材料年用量90万平方米；红、橙、黄AlGaInP材料年用量2180万平方米；蓝、绿、紫高亮度AlGaInN材料年用量400万平方米。3、电子元器件材料电子陶瓷材料是制造各种陶瓷电容器的主体结构材料，国外年产各类电子陶瓷材料约在2万余吨，预计“十一五”我国对微波介质陶瓷材料需求总每年约1000吨，2010年各种电子陶瓷材料市场需求约13.9万吨•预计世界磁性材料市场将以15%的年增长率发展，2010年产量约为永磁铁氧体85万吨，软磁铁氧体48万吨，钕铁硼磁体9万吨，届时我国永磁铁氧体磁性材料产量约为40万吨，软磁铁氧体20万吨，钕铁硼磁体6万吨，年产业规模将达到500亿元•在电子封装材料领域，预计2005年全球环氧模塑料EMC的年销量将达16～17万吨，市场约15～16亿美元，我国的市场需求将达到2500～3000吨；低温共烧基板(LTCC)全球2003年产量已突破1000万块以上•预计我国2010年覆铜板材的市场需求约62万吨。•2004年全球光纤产量近6900万公里，光缆产量5700万芯公里。2004年国内光纤产量约1600万芯公里，需求量约1300万芯公里•国际上激光晶体材料2003年产值约1亿美元。非线性光学晶体年销售额超过4亿美元，今后几年市场增长率约20%。我国2010年人造石英晶体的产能约2000吨/年。铌酸锂、钽酸锂晶体材料的市场需求约100吨三、技术趋势•新材料技术与生物技术、信息技术并列为二十一世纪的三大技术源动力之一。世界新材料的研究热点主要集中在生物工程材料、新能源材料、纳米材料、电子信息材料、电子元器件材料、新型半导体材料等领域。总的发展趋势将向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态、绿色化方向发展。•半导体材料（微电子、光电子）的发展趋势是：增大材料直径、提高材料参数的均匀性和表面质量、加速发展宽禁带半导体材料及第三代高温半导体材料，重点发展12″硅抛光片、8″、12″硅外延片，6″直拉砷化镓材料、SiGe/Si材料、SOI硅基材料、193nm光刻胶、超纯高纯试剂、先进的封装材料等产品。开发蓝光LED所需的GaN基、ZnSe基外延材料成为电子材料下一步的研究热点•电子元器件材料当前的发展重点是光电子器件所需的激光材料、非线性晶体材料、光纤通信材料、压电晶体材料、片式元件用的陶瓷材料、高密度印制板用的高性能覆铜板材料、高性能磁性材料等•同时已开展无铅、镉等有害物质介质瓷料的研究和生产；光纤材料正向不断扩展通信容量、降低损耗、增加传输距离、降低色散、提高带宽、抑制非线性效应、实现密集波分复用以及高灵敏度传感及大尺寸、低成本预制捧等方向发展；磁性材料领域将致力于发展新型稀土永磁材料，高磁性能的稀土永磁薄膜材料，高磁能积的纳米和非晶金属永磁材料。•掺钕钇铝石榴石晶体已成为应用最广泛的激光晶体，激光晶体的直径和尺寸也在不断增大，质量和性能不断提高。•电子显示器件材料的发展集中在FPD领域，STN-LCD和TFT-LCD显示器所用的混合液晶，彩色滤色膜及颜料，平板玻璃，研究PDP所需的电极、荧光粉点阵的微细化技术，以使彩色等离子体显示器向大屏幕、高信息容量方向发展•无铅焊料替代含铅焊料，包括焊球、焊膏、焊条和焊丝等四、产业现状•我国电子材料行业经过数十年的发展，取得了长足的进步，2004年行业销售收入540亿元，从业企业1000多家，但电子材料行业企业分散，生产规模小，产品大部分为中低档材料，不少技术要求高的关键材料仍需依靠进口•国内从事硅单晶材料研究生产企业约有40多家，从业人员约4000余人，2004年国内硅单晶产量达1700吨左右，大部分为4英寸、5英寸、6英寸硅片，其中太阳能电池用硅片占三分之二,8英寸硅片可提供少量产品，12英寸硅片尚在研制中。我国硅材料和硅外延材料企业的技术水平比发达国家落后约10年，目前国内4、5、6英寸硅外延片已可批量生产，8、12英寸硅外延片尚属空白。•我国光刻胶除紫外负性光刻胶外，其他光刻胶品种与国际先进水平存在较大差距，有的甚至是空白•国内在SOI和SiGe/Si外延方面，取得了较好的进展，研究水平基本与国外同步，国内SiC材料处于实验室研发和技术攻关阶段•我国液晶材料的生产以中低档的TN、STN型为主，TFT用材料尚处于实验室阶段。我国ITO导电玻璃行业的年生产能力超过500万片。已成为世界ITO导电玻璃的主要生产国。国内偏光片的生产能力为每年300万㎡。彩色滤光片已有批量生产，但TFT用彩色滤光片尚处于研制阶段。•我国LED产业规模和水平与日、美、台湾等先进国家和地区相比还有较大差距，在外延材料等方面均落后先进国家3～4年。PDP材料国内已有一些研究单位和企业开始了部分的研制和生产•我国在激光晶体材料领域取得了举世瞩目的成绩，Nd:YAG等一批晶体产品已形成批量生产能力，年产值超过4000万元，产品的质量达到或接近国际先进水平。中国已成为全球石英(α-SiO2)材料的重要生产和供应基地之一，2004年产量约2000吨，但多属中低档产品。国内生产的铌酸锂(LiNbO3)和钽酸锂(LiTaO3)晶体多属中低档产品，2004年产量为50吨•2005年我国磁性材料产量约为永磁铁氧体约为35万吨，软磁铁氧体约为10万吨，钕铁硼磁体约1万多吨，分别占世界产量的50%、25%、33%。各种介质陶瓷材料1800余吨，其中不少类别瓷料在综合性能上可与国外同品种比美•我国锂离子电池正极材料年产能力已达5000吨以上MCMB碳负极材料已可批量提供，锂离子电池用隔膜材料还完全依赖进口五、发展目标•2010年主要电子信息材料的技术水平和产品性能与当时的国际水平相当，并形成相应的产业规模。微电子配套材料的性能指标达到0.09～0.13μm技术要求，2010年主要材料国内市场占有率达到30%。新型电子显示器件材料以高亮度发光材料为突破口，使半导体照明工程的主要外延材料达到批量化生产，国内市场占有率达50%以上；重点发展平板显示材料，掌握平板显示用超薄玻璃等6种关键材料生产技术，形成批量生产；建立YAG等量大面广的激光材料、非线性晶体材料产业化基地2～3个；完成光纤材料产业链的建设，促进光电子器件用材料整体发展水平。新型电子元器件材料通过优化产业结构和产品结构，实现规模化生产，降低量大面广材料的生产成本，提高国际竞争力，形成中国名牌六、发展重点1、半导体材料⑴硅基材料①半导体级、太阳能级多晶硅材料②8英寸、12英寸硅外延③6、8英寸SOI材料；6英寸SiGe/Si材料等⑵4-6英寸GaAs和InPPHEMT与HBT外延材料⑶i线、193nm光刻胶⑷0.13-0.09um用超净高纯试剂2、新型显示器件材料⑴TFT—LCD液晶显示器件关键材料⑵高亮度发光二极管、第三代高温宽禁带半导体材料：GaN、SiC等晶体及外延材料。⑶PDP、OLED材料3、光通信材料⑴通信用光纤、光纤预制棒材料⑵特种光纤、光纤预制棒材料4、激光晶体⑴高功率激光晶体材料⑵LD泵浦激光晶体材料⑶可调谐激光晶体材料(4)高效低阈值晶体材料5、磁性材料⑴烧结永磁材料大生产技术⑵粘结NdFeB永磁、磁粉注射成型技术⑶纳米复合永磁及其制备技术⑷低温共烧材料和纳米软磁材料⑸磁致冷材料⑹电磁屏蔽材料⑺磁记录材料6、压电晶体材料⑴移动通信用高频宽带声表面波（SAW）器件用低缺陷压电晶体材料⑵（3～10GHz）声表面波（SAW）器件用压电晶体薄膜材料7、电子功能陶瓷材料⑴高性能高可靠片式电容器陶瓷材料：⑵低温共烧陶瓷（LTCC）材料及封装陶瓷材料8、覆铜板材料高性能覆铜板、特殊功能覆铜板、高性能挠性覆铜板和材料9、电子封装材料⑴先进封装模塑料（EMC）⑵先进的封装复合材料⑶高精度引线框架材料⑷高性能聚合物封装材料⑸高密度多层基板材料⑹精密陶瓷封装材料⑺压电石英晶体封装材料⑻无铅焊料⑼系统封装（SIP）用先进封装材料10、绿色电池材料⑴锂离子电池高性能、低成本正负极材⑵绿色电池高性能隔膜材料⑶太阳能电池用单晶和多晶硅材料谢谢！