賀利氏電子張靖：聚焦前沿需求，以創新材料把握歷史機遇

3月28日，一年一度的中國乃至全球最大規模半導體展會—SEMICON China 2025，在上海新國際博覽中心落下帷幕。

從觀眾人次到展商數量、展覽面積，此次盛會一一刷新歷史記錄。而在統計數字之外，筆者於展會現場的所見所聞，也足以喚起這樣一種強烈的印象：

經歷洗禮與沉澱的中國半導體產業，正在進入更為穩健成熟、更具內生活力的新一輪發展加速期。

新週期將改變的不僅僅是國內半導體產業生態，也同樣會對全球生產網絡帶來深遠影響。

根據知名行業諮詢機構集邦科技（TrendForce）預測，本世紀20年代，全球12英寸晶圓產能預計將以約9.8%的複合年率增長，其中中國大陸地區擴產尤為積極，預計同期12英寸晶圓產能年複合增長率將達到18.8%，因此到2030年，大陸地區12英寸晶圓產能預計將佔到全球總產能的36%，其中成熟製程產能的全球佔比，更是有望超過50%。

千萬不要小看成熟製程的格局消長。

一個反直覺的事實是，在目前全球半導體制造業合計約每年1億片12英寸晶圓（折算數）實際產量中，需要用到EUV光刻的所謂先進製程晶圓，佔比還不到5%，並且在可預見的未來，這個比例並不會有顯著變化。換言之，從實物生產與流通的視角看，成熟製程將繼續長期享有半導體產業的基石地位。

上述數據所共同勾勒出的未來圖景，恰可用“與中國同行就是與機遇同行”加以概括。

在技術密集的半導體產業，無論本土還是海外企業，想要抓住這一歷史性機遇，無疑都需要技術與產品上人無我有、人有我優的不懈精進。

SEMICON期間，筆者與賀利氏電子（Heraeus Electronics）中國研發總監張靖博士進行了深入交流，從中不僅瞭解到這家全球半導體封裝材料巨頭的產品技術創新，更體會到其與中國市場共生共贏的決心。

見證功率半導體“中國崛起”

縱觀半導體各大產品門類，功率器件，無疑是當下“中國製造”崛起最為迅猛的領域。曾經在光伏、鋰電產業史上發生過的“直道超車”壯舉，正在這一市場重演。

根據行業普遍感知，2024年，中國廠商已從長期以來市場統計中的“Others”，急速成長為全球碳化硅（SiC）晶圓供應中心，佔據細分市場半壁江山。當傳統巨頭的6英寸碳化硅晶圓還動輒報價1000乃至1500美元一片，中國廠商去年已把批量供應單價捲到了300美元甚至更低水平。

隨着更多新玩家入場和新產能釋放，國產碳化硅晶圓目前還在向更不可思議的價格挺近。

作為這一劇變的見證者與親歷者，張靖博士感言：“碳化硅市場到底有多大？不只是我們，做器件的、做襯底的、做模塊的，其實大家都在關心這個話題”。在他看來，如此陡峭的成本下降，對於需求側顯然將帶來積極影響。

此前，儘管碳化硅憑藉其高擊穿電壓、高電子遷移率、高熱導率等優越特性，已經被公認為功率半導體更新換代的標準答案，然而高昂的成本仍大大限制了其普及速度，在消費者感知中，往往只能應用於中高端新能源汽車。為兼顧成本與性能，部分廠商嘗試開發碳化硅與硅混合功率模塊，但驅動系統加劇的複雜性，使其收益難以權衡。

隨着成本快速下降，曾經的難題正迎刃而解。從近期碳化硅裝上10萬級入門車型的新聞中，不難感受到其市場滲透的加速度。

需要強調的是，硅基器件向碳化硅的全面過渡，同樣離不開設計、工藝與封裝材料體系協同演進。

例如，傳統硅基器件配套的界面互連材料往往熱導率較低，難以充分釋放碳化硅的高功率密度優勢，且在較高温度下，產品壽命與可靠性也會受到影響，因而轉向燒結銀已是碳化硅領域標準實踐。

張靖以賀利氏此次展會發布的無壓燒結銀膏—mAgic DA252為例，具體解説了燒結銀相較傳統工藝與材料的優勢：“如果只是焊料，可能就沒辦法在這麼小的芯片上面有這麼大的功率，而如果是燒結銀的話，它的熱導率較焊錫有數倍提高，可以很快把熱量傳出去，同時，銀的熔點是960℃，遠高於錫等易熔金屬，在高服役温度下對於可靠性也會有大幅提升”。

他進一步指出，“DA252最直接的技術突破，就是實現了無壓燒結。從整個業界來看，直接在銅表面無壓條件下燒結都是非常有挑戰性的課題，而且還是在只有氮氣保護的環境下，無需真空或者還原性環境”。

從關鍵指標看， DA252燒結温度可低至250℃，無需施加壓力即可實現超過40 MPa的高剪切強度，熱導率高達150 W/m·K以上，具備低孔隙率、無鉛、高熔點等特性，能夠滿足大尺寸芯片燒結的低空洞率需求，堪稱為碳化硅、氮化鎵等新一代功率半導體貼裝所量身打造的新型燒結材料。

這裏談到的氮化鎵，或許很多人已通過手機快充親身感受到了其優越性能。隨着中國供應商迅猛崛起，成本快速下行，這種新型功率器件同樣正向更廣泛領域擴展應用。對此，張靖分享了他的洞察：“像數據中心需要用到的功率器件，氮化鎵可能就更合適，因為需要非常快的開關特性，這是氮化鎵天然優勢，但是氮化鎵對壓力、温度都更為敏感，剛才講到的無壓燒結材料，用於氮化鎵封裝也較有壓燒結會更為理想”。

值得注意的是，新一代功率器件的普及也深刻改變着封裝模塊設計，並對材料體系帶來新的要求。

張靖表示，在碳化硅模塊結構上，可以觀察到一個明顯趨勢即對更高散熱能力的追求，基板通過燒結直接互連散熱器，可以進一步減少熱阻，發揮碳化硅器件性能。呼應這一趨勢，賀利氏此次也展出了PE350大面積燒結銀產品，專為模塊連接燒結而設計，具備良好的大面積印刷特性，能夠顯著降低熱阻，提升系統性能和可靠性。

高性能材料助力先進封裝

除了功率半導體，先進封裝，也是當下國內半導體產業一大發展熱點。

隨着數字芯片晶體管密度日益逼近物理極限，摩爾定律趨於減速乃至失效，越來越多產業界、學術界力量開始從追求“More Moore”轉向“Beyond Moore”的新範式探索，以期通過封裝技術創新提升芯片性能。由於眾所周知的原因，這一技術潮流對國內產業界尤其具有現實意義。

發展先進封裝，晶圓凸點（Bumping）可謂核心工藝之一，凸點互連相較傳統引線互連，可以實現更高集成度與更優越的電、熱、機械性能。

不過以數百微米乃至更小間距完成高密度凸點陣列的製備，在技術上絕非易事，目前主要存在電鍍、植球、焊錫膏印刷三種方案。其中，焊錫膏印刷對於設備的要求最低，但也被普遍認為難以均勻分配焊料、易產生虛焊、焊點不完整等缺陷，只能用於較低精度場景。

今年賀利氏展出的Welco T6 & T7焊錫膏印刷工藝，則一舉打破了這樣的刻板印象。

根據張靖介紹，與電鍍和植球工藝相比，導入T6、T7不僅成本優勢明顯，對於封裝企業可大幅減少設備更新與可變成本投入，並且較之傳統焊錫膏印刷工藝，其各類缺陷比例也有幅度驚人的下降，“對客户來説，既能享受到印刷工藝的低成本和高產率，同時良率甚至在多次迴流焊之後還能保持得比較好”。

而在先進封裝應用端，智能手機SoC與內存芯片間的層疊封裝（PoP），或許是距離消費者感知最近的場景，通過採用2N規格的金線垂直鍵合，無需基板載體即可實現更緊湊封裝，為“寸土寸金”的智能手機元件封裝開闢新的空間。

在垂直鍵合應用領域，賀利氏此次也全面展出了其鍵合金線（4N/2N）、銀合金線、鍍鈀銅線和鍍金銀線等產品，除PoP內存堆疊芯片應用外，還可用於器件的電磁干擾（EMI）屏蔽。

值得一提的是，上述Welco焊錫膏與鍵合金線，賀利氏均可提供100%採用再生原料的方案，在質量上與礦產金屬產品無異，確保了高性能和一致性。通過回收再生金屬可以顯著降低產品生命週期能耗與碳足跡，為可持續發展做出積極貢獻。

張靖透露，賀利氏電子對這一ESG方案投入了大量資源，“主要挑戰還是供應能力，特別是錫的回收，尋找這樣的合作伙伴很不容易，我們對供應商的要求一向是比較高的”。

除了齊全的封裝材料產品，筆者還注意到在賀利氏電子展台，此次同樣帶來了測試探針材料乃至光刻膠特種材料，充分體現出這家半導體材料巨頭在中國市場耕耘的深度與廣度。

正如火如荼推進綠色化、數字化、智能化轉型的中國，為全球參與者帶來的不僅僅是產品銷售機會。齊全的產業配套和豐富的新應用場景，無疑也會反向牽引優秀企業的產品研發和生產佈局，這種深度融合，將會為後者的全球市場競爭贏得先機。

在筆者看來，賀利氏電子恰是這一進程的代表性案例。

作為改革開放之初即進入中國市場的外企，其與本土半導體生態早已建立起密切的縱向、橫向聯繫。張靖也談到，近期其所領導的中國研發團隊，正在與國內知名IDM廠商和高校合作，聯合攻關新一代功率模塊、新型顯示技術等未來產業熱點。

結語

SEMICON China 2025的空前人氣，再清晰不過地預示了中國半導體產業全新增長週期的到來。功率半導體產業版圖正在發生的重組，可以預期將在更多半導體門類中漸次上演。

碳化硅市場翻天覆地的劇變，也證明當“中國製造”在半導體領域快速崛起，其影響必然將遍及全球。為了抓住變革中的歷史性機遇，越來越多海外廠商已做出積極回應，賀利氏電子的躬身實踐，正是這一潮流縮影。

聚焦行業前沿需求，通過一系列創新材料和技術，賀利氏電子正助力中國半導體產業邁向高性能、可持續發展的未來。

筆者相信，伴隨投資中國就是投資未來的共識凝聚，更多共生共贏的佳話，也必將在中國半導體產業寫就。

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