摘要：根据知名行业咨询机构集邦科技（TrendForce）预测，本世纪20年代，全球12英寸晶圆产能预计将以约9.8%的复合年率增长，其中中国大陆地区扩产尤为积极，预计同期12英寸晶圆产能年复合增长率将达到18.8%，因此到2030年，大陆地区12英寸晶圆产能预计将
3月28日，一年一度的中国乃至全球最大规模半导体展会—SEMICON China 2025，在上海新国际博览中心落下帷幕。
从观众人次到展商数量、展览面积，此次盛会一一刷新历史记录。而在统计数字之外，笔者于展会现场的所见所闻，也足以唤起这样一种强烈的印象：
经历洗礼与沉淀的中国半导体产业，正在进入更为稳健成熟、更具内生活力的新一轮发展加速期。
新周期将改变的不仅仅是国内半导体产业生态，也同样会对全球生产网络带来深远影响。
根据知名行业咨询机构集邦科技（TrendForce）预测，本世纪20年代，全球12英寸晶圆产能预计将以约9.8%的复合年率增长，其中中国大陆地区扩产尤为积极，预计同期12英寸晶圆产能年复合增长率将达到18.8%，因此到2030年，大陆地区12英寸晶圆产能预计将占到全球总产能的36%，其中成熟制程产能的全球占比，更是有望超过50%。
千万不要小看成熟制程的格局消长。
一个反直觉的事实是，在目前全球半导体制造业合计约每年1亿片12英寸晶圆（折算数）实际产量中，需要用到EUV光刻的所谓先进制程晶圆，占比还不到5%，并且在可预见的未来，这个比例并不会有显著变化。换言之，从实物生产与流通的视角看，成熟制程将继续长期享有半导体产业的基石地位。
上述数据所共同勾勒出的未来图景，恰可用“与中国同行就是与机遇同行”加以概括。
在技术密集的半导体产业，无论本土还是海外企业，想要抓住这一历史性机遇，无疑都需要技术与产品上人无我有、人有我优的不懈精进。
SEMICON期间，笔者与贺利氏电子（Heraeus Electronics）中国研发总监张靖博士进行了深入交流，从中不仅了解到这家全球半导体封装材料巨头的产品技术创新，更体会到其与中国市场共生共赢的决心。
见证功率半导体“中国崛起”
纵观半导体各大产品门类，功率器件，无疑是当下“中国制造”崛起最为迅猛的领域。曾经在光伏、锂电产业史上发生过的“直道超车”壮举，正在这一市场重演。
根据行业普遍感知，2024年，中国厂商已从长期以来市场统计中的“Others”，急速成长为全球碳化硅（SiC）晶圆供应中心，占据细分市场半壁江山。当传统巨头的6英寸碳化硅晶圆还动辄报价1000乃至1500美元一片，中国厂商去年已把批量供应单价卷到了300美元甚至更低水平。
随着更多新玩家入场和新产能释放，国产碳化硅晶圆目前还在向更不可思议的价格挺近。
作为这一剧变的见证者与亲历者，张靖博士感言：“碳化硅市场到底有多大？不只是我们，做器件的、做衬底的、做模块的，其实大家都在关心这个话题”。在他看来，如此陡峭的成本下降，对于需求侧显然将带来积极影响。
此前，尽管碳化硅凭借其高击穿电压、高电子迁移率、高热导率等优越特性，已经被公认为功率半导体更新换代的标准答案，然而高昂的成本仍大大限制了其普及速度，在消费者感知中，往往只能应用于中高端新能源汽车。为兼顾成本与性能，部分厂商尝试开发碳化硅与硅混合功率模块，但驱动系统加剧的复杂性，使其收益难以权衡。
随着成本快速下降，曾经的难题正迎刃而解。从近期碳化硅装上10万级入门车型的新闻中，不难感受到其市场渗透的加速度。
需要强调的是，硅基器件向碳化硅的全面过渡，同样离不开设计、工艺与封装材料体系协同演进。
例如，传统硅基器件配套的界面互连材料往往热导率较低，难以充分释放碳化硅的高功率密度优势，且在较高温度下，产品寿命与可靠性也会受到影响，因而转向烧结银已是碳化硅领域标准实践。
张靖以贺利氏此次展会发布的无压烧结银膏—mAgic DA252为例，具体解说了烧结银相较传统工艺与材料的优势：“如果只是焊料，可能就没办法在这么小的芯片上面有这么大的功率，而如果是烧结银的话，它的热导率较焊锡有数倍提高，可以很快把热量传出去，同时，银的熔点是960℃，远高于锡等易熔金属，在高服役温度下对于可靠性也会有大幅提升”。
他进一步指出，“DA252最直接的技术突破，就是实现了无压烧结。从整个业界来看，直接在铜表面无压条件下烧结都是非常有挑战性的课题，而且还是在只有氮气保护的环境下，无需真空或者还原性环境”。
从关键指标看， DA252烧结温度可低至250℃，无需施加压力即可实现超过40 MPa的高剪切强度，热导率高达150 W/m·K以上，具备低孔隙率、无铅、高熔点等特性，能够满足大尺寸芯片烧结的低空洞率需求，堪称为碳化硅、氮化镓等新一代功率半导体贴装所量身打造的新型烧结材料。
这里谈到的氮化镓，或许很多人已通过手机快充亲身感受到了其优越性能。随着中国供应商迅猛崛起，成本快速下行，这种新型功率器件同样正向更广泛领域扩展应用。对此，张靖分享了他的洞察：“像数据中心需要用到的功率器件，氮化镓可能就更合适，因为需要非常快的开关特性，这是氮化镓天然优势，但是氮化镓对压力、温度都更为敏感，刚才讲到的无压烧结材料，用于氮化镓封装也较有压烧结会更为理想”。
值得注意的是，新一代功率器件的普及也深刻改变着封装模块设计，并对材料体系带来新的要求。
张靖表示，在碳化硅模块结构上，可以观察到一个明显趋势即对更高散热能力的追求，基板通过烧结直接互连散热器，可以进一步减少热阻，发挥碳化硅器件性能。呼应这一趋势，贺利氏此次也展出了PE350大面积烧结银产品，专为模块连接烧结而设计，具备良好的大面积印刷特性，能够显著降低热阻，提升系统性能和可靠性。
高性能材料助力先进封装
除了功率半导体，先进封装，也是当下国内半导体产业一大发展热点。
随着数字芯片晶体管密度日益逼近物理极限，摩尔定律趋于减速乃至失效，越来越多产业界、学术界力量开始从追求“More Moore”转向“Beyond Moore”的新范式探索，以期通过封装技术创新提升芯片性能。由于众所周知的原因，这一技术潮流对国内产业界尤其具有现实意义。
发展先进封装，晶圆凸点（Bumping）可谓核心工艺之一，凸点互连相较传统引线互连，可以实现更高集成度与更优越的电、热、机械性能。
不过以数百微米乃至更小间距完成高密度凸点阵列的制备，在技术上绝非易事，目前主要存在电镀、植球、焊锡膏印刷三种方案。其中，焊锡膏印刷对于设备的要求最低，但也被普遍认为难以均匀分配焊料、易产生虚焊、焊点不完整等缺陷，只能用于较低精度场景。
今年贺利氏展出的Welco T6 & T7焊锡膏印刷工艺，则一举打破了这样的刻板印象。
根据张靖介绍，与电镀和植球工艺相比，导入T6、T7不仅成本优势明显，对于封装企业可大幅减少设备更新与可变成本投入，并且较之传统焊锡膏印刷工艺，其各类缺陷比例也有幅度惊人的下降，“对客户来说，既能享受到印刷工艺的低成本和高产率，同时良率甚至在多次回流焊之后还能保持得比较好”。
而在先进封装应用端，智能手机SoC与内存芯片间的层叠封装（PoP），或许是距离消费者感知最近的场景，通过采用2N规格的金线垂直键合，无需基板载体即可实现更紧凑封装，为“寸土寸金”的智能手机元件封装开辟新的空间。
在垂直键合应用领域，贺利氏此次也全面展出了其键合金线（4N/2N）、银合金线、镀钯铜线和镀金银线等产品，除PoP内存堆叠芯片应用外，还可用于器件的电磁干扰（EMI）屏蔽。
值得一提的是，上述Welco焊锡膏与键合金线，贺利氏均可提供100%采用再生原料的方案，在质量上与矿产金属产品无异，确保了高性能和一致性。通过回收再生金属可以显著降低产品生命周期能耗与碳足迹，为可持续发展做出积极贡献。
张靖透露，贺利氏电子对这一ESG方案投入了大量资源，“主要挑战还是供应能力，特别是锡的回收，寻找这样的合作伙伴很不容易，我们对供应商的要求一向是比较高的”。
除了齐全的封装材料产品，笔者还注意到在贺利氏电子展台，此次同样带来了测试探针材料乃至光刻胶特种材料，充分体现出这家半导体材料巨头在中国市场耕耘的深度与广度。
正如火如荼推进绿色化、数字化、智能化转型的中国，为全球参与者带来的不仅仅是产品销售机会。齐全的产业配套和丰富的新应用场景，无疑也会反向牵引优秀企业的产品研发和生产布局，这种深度融合，将会为后者的全球市场竞争赢得先机。
在笔者看来，贺利氏电子恰是这一进程的代表性案例。
作为改革开放之初即进入中国市场的外企，其与本土半导体生态早已建立起密切的纵向、横向联系。张靖也谈到，近期其所领导的中国研发团队，正在与国内知名IDM厂商和高校合作，联合攻关新一代功率模块、新型显示技术等未来产业热点。
结语
SEMICON China 2025的空前人气，再清晰不过地预示了中国半导体产业全新增长周期的到来。功率半导体产业版图正在发生的重组，可以预期将在更多半导体门类中渐次上演。
碳化硅市场翻天覆地的剧变，也证明当“中国制造”在半导体领域快速崛起，其影响必然将遍及全球。为了抓住变革中的历史性机遇，越来越多海外厂商已做出积极回应，贺利氏电子的躬身实践，正是这一潮流缩影。
聚焦行业前沿需求，通过一系列创新材料和技术，贺利氏电子正助力中国半导体产业迈向高性能、可持续发展的未来。
笔者相信，伴随投资中国就是投资未来的共识凝聚，更多共生共赢的佳话，也必将在中国半导体产业写就。
来源：观察者网
