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技術前沿：LED 芯片封裝材料
有機硅，即有機硅化合物， 指含有 Si-O 鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物。有機硅產 品的關鍵性能包含優異的耐溫性，即高溫、低溫環境下的結構穩定性；良好的耐 候性，即大氣環境中不易被紫外線及臭氧所分解；穩定的電絕緣性能，即產品介 電損耗小、耐高壓、具有優異的表面電阻系數等。環氧樹脂指分子中含有兩個或 兩個以上環氧基的有機高分子化合物，具有力學性能高、內聚力強、分子結構致 密，粘接性能優異，固化收縮率小、內應力小，絕緣、防腐性及耐熱性優良等特 點。上述有機硅及環氧樹脂材料關鍵性能滿足電子元器件產品粘接、包封中的重 要性能需求，對封裝后電子器件的可靠性、使用壽命等有著重要作用，促使了有 機硅及環氧樹脂材料在電子電器封裝領域的廣泛應用及持續發展。 ?
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LED 芯片封裝除需要滿足芯片封裝高精密度和器件可靠性要求外，還需保 證光學性能的實現，因此封裝工藝要求極為嚴格。作為 LED 芯片封裝工藝中的核心材料之一，在起到粘接、固定、包封等基本功 能的基礎上，還需具備折射、透光、導電、導熱、水汽阻隔、減震抗沖等各類復 合功能，產品性能及質量穩定性對于 LED 器件、模組及終端產品的光效、可靠 性、壽命均有著重要的影響，進而決定了其較高的產品附加值。
LED 芯片封裝用電子膠粘劑主要產品包含高折射率有機硅封裝膠、Mini LED 有機硅封裝膠、有機硅固晶膠、電子環氧封裝膠、LED 環氧模塑料、導電 銀膠等，已廣泛應用于新型顯示、半導體通用照明、半導體專用照明、半導體器 件封裝、航空航天等領域。主要應用于 LED 芯片封裝過程中的包封、固晶環節。系列產品可適用于倒裝結構、正裝 結構、垂直結構等不同種類芯片及 SMD、POB、COB 及 CSP 等多種新型 LED 芯片封裝方式，產品具體應用場景示例如下：
主要性能需求 電子封裝材料的應用性能體系較為復雜，主要包含光學性能、可靠性、工藝 操作性及穩定性四大類別。在對某一特定性能進行優化的過程中，配方中聚合物 成分之間的反應可能對其他性能指標產生不利影響。因此，各類性能之間的平衡 兼顧及共同優化具有較高的技術門檻。
隨著新型顯示、半導體通用照明、半導體專用照明等下游應用領域持續發展， LED 芯片封裝工藝快速演進，形成了多種封裝工藝并存的市場格局。輕薄化、 微間距、高光效等封裝技術發展趨勢對電子封裝材料的性能要求持續提升。
同時隨著封裝形式、芯片結構、基材種類不斷豐富，下游客戶封裝工藝技術路線不斷 更新，對電子封裝材料廠商產品儲備豐富度提出更高要求。電子封裝材料技術難 點在于需將下游客戶對于電子封裝材料的應用需求從工藝和性能兩方面轉 化為產品的技術指標要求，并通過核心成分設計及自主合成、配方開發優化、關 鍵工藝流程把控，實現技術指標調整及平衡。
有機硅封裝材料生產工藝
有機硅封裝材料主要為雙組分型，核心成分包含有機硅樹脂、交聯劑和 增韌劑及抑制劑、鉑金催化劑等助劑，A 組分主要包含有機硅樹脂、增韌劑及鉑 金催化劑，B 組分主要由有機硅樹脂、交聯劑及抑制劑組成。
主要生產工藝流程包含有機硅樹脂、交聯劑、增韌劑 等硅基聚合物及其他助劑的自主合成、配膠兩個階段。硅基聚合物自主合成階段 以苯基硅氧烷、含氫硅烷、封端劑等作為原材料，經水解縮合、脫水、萃取、提 純等步驟形成硅基聚合物半成品。配膠流程主要為將硅基聚合物按照特定配方、比例進行混合，經過濾、包裝形成 A 組分、B 組分成品，提供給客戶使用。
電子環氧封裝膠工藝流程
環氧封裝材料主要為雙組分或三組分型，主要成分包括環氧樹脂、固化 劑、催化劑及其他助劑，按照自主設計的產品配方，經溶解混合、環氧化反應、混合熔融等關鍵工藝，形成 A 組分、B 組分及 C 組分（二氧化硅粉等粉劑）產 品，提供給客戶使用，其中 A、B 組分的具體工藝流程如下：
A 組分的主要工藝流程包含增韌環氧樹脂合成及多種環氧樹脂按照產品配 方混合熔融并加入助劑形成 A 組分兩大步驟。其中，增韌環氧樹脂的合成制備 主要包括溶解混合、環氧化反應、混合熔融等關鍵步驟。
B 組分的主要原材料包含酸酐及助劑，經加熱混合形成 B 組分。
LED 環氧模塑料工藝流程
LED 環氧模塑料產品的主要工藝流程包含配料、高速混合、雙螺桿反應擠 出、冷卻、破碎、打餅等六個主要步驟。主要工藝流程步驟的具體情況如下：A、配料：將粉末狀環氧樹脂、固化劑及其他助劑進行配料、投料。B、高速混合：在高速混合機內對混合物料進行常溫高速攪拌，使物料混合 均勻。C、雙螺桿反應擠出：將高混罐內混合好的原料通過卸料閥門轉移到雙螺桿 擠出機的喂料器內，經過加熱反應后，物料從雙螺桿擠出機擠出。D、冷卻：物料經雙螺桿擠出機反應后溫度一般在 80℃左右，需進入壓片冷 卻裝置，將物料壓成薄片、快速降溫。E、破碎：物料降溫后形成脆性較強的薄片，通過粉碎裝置可以使物料粉碎 成 1mm 以下的粉末。F、打餅：將粉狀物料通過物理加壓的方式，使用打餅機和模具打成餅狀產 品。
行業發展概況
電子封裝材料行業屬于國家重點扶持和發展的戰略性新興產業中的新材料 產業。電子封裝材料是指在電子元器件封裝過程中使用的特定功能材料，其主要 作用是對電子器件組成系統、實施功能的固定、支撐及保護，形成整體結構的同 時，滿足器件的導電、散熱、抗腐蝕、絕緣、減振及光學性能等不同性能需求， 屬于電子元器件及電子電器制造關鍵材料之一，在電子材料中占據重要地位。
電子封裝材料產品類型豐富，市場空間十分廣闊，電子膠粘劑作為電子封裝 材料主要類別之一，受益于下游及終端應用領域的快速增長帶動，近年來市場需 求井噴式擴張。根據 QY Research 數據，2021 年，全球電子膠粘劑市場規模達到 428 億元，預計 2028 年將增長至 705 億元，年復合增長率（CAGR）達 7.3%。
LED 背光模組為液晶顯示屏光源，廣闊的市場空間帶動電子封裝材料市 場持續發展
由于液晶材料本身不具有發光特性，液晶顯示屏主體部分一般由液晶顯示面 板和 LED 背光模組組成。
LED 背光模組作為 TFT-LCD 液晶顯示屏的重要驅動性光源，其發展主要受 液晶顯示行業及終端領域發展推動。
液晶顯示背光模組用 LED 器件進一步向大功率方向 發展，單顆 LED 燈珠功率達 2-3W，對于有機硅封裝材料的耐光老化、耐熱老化、 阻隔性等可靠性提出更高要求，持續推動有機硅封裝材料逐步邁向高端。
LED 全彩顯示在大尺寸顯示領域具有顯著優勢，小間距 LED 顯示技術 持續滲透
LED 全彩顯示屏由 RGB 三色 LED 燈珠組成，具有高亮度、可實現超大尺 寸、技術發展較為成熟等特點。目前，LED 顯示屏已實現高清晰度、高分辨率 及長時間性能穩定，廣泛應用于廣告傳媒、文化演藝、體育場館、高端會議室、 交通控制、高端車展、安防、夜景經濟等領域。
近年來，隨著 LED 封裝技術不斷成熟，成本快速下降，超高清、高密度小 間距 LED 全彩顯示技術發展迅速。點間距指兩枚 LED 燈珠中心點間的距離，小 間距 LED 全彩顯示屏點間距一般在 1-2.5mm 之間。小間距全彩 LED 顯示屏具有 高刷高亮、畫質逼真、壽命長、無拼縫、高耐用性等優勢，隨著間距不斷縮小， 像素密度增大，分辨率也隨之得到大幅提升。目前，小間距全彩 LED 應用領域 以政府、公安、能源和交通領域為主。未來，隨著制造技術提升，商用市場及民 用市場滲透率將進一步增長。
目前，LED 全彩顯示屏用器件的主要封裝方式為 SMD 和 COB 封裝。自 2016 年小間距產品進入快速增長期以來，封裝技術變革不斷加快，倒裝芯片 COB 封 裝技術逐步興起。應用于 LED 全彩顯示屏及小間距 LED 全彩顯示屏 領域的產品類型為環氧樹脂封裝材料，包含電子環氧封裝膠、LED 環氧模塑料 （EMC）等。LED 全彩顯示屏封裝技術的豐富及迭代對環氧電子封裝材料產品 提出新的性能需求，推動行業技術創新性發展。
Mini/Micro LED 為新一代主流顯示技術，Mini LED 迎來市場爆發期
Mini/Micro LED 顯示具有自發光、低功耗、高穩定等特性，是下一代主流顯示技術的重要選擇，相比 OLED 和 LCD 具有更高的發光效率、更長的壽命和更 高的亮度，同時具備輕薄、省電和全天候使用的優勢。
2012 年，隨著 LED 芯片尺寸的不斷縮小，Micro LED 概念首次被提出。Micro LED（微型發光二極管）由微米級半導體發光單元陣列組成，是指將傳統的 LED 陣列微小化，通過巨量轉移技術，將 LED 芯片移至基板上，可形成任意尺寸顯 示屏，Micro LED 產品的定義通常為芯片尺寸小于 100μm，點間距小于 0.1mm。Micro LED 雖在各項顯示指標方面都能夠達到最高的效果，但目前其在芯片制作、 巨量轉移、檢測修復等領域尚有很多技術問題亟待解決，生產工藝尚未成熟，量 產成本較高。
因此，現階段擁有成熟技術的 Mini LED 成為新一代主流商業化技 術。Mini LED 產品芯片尺寸介于小間距全彩 LED 和 Micro LED 之間，芯片尺寸 通常為 100-300μm，點間距在 0.1-1mm 之間。受益于 Mini LED 背光模組及 Mini LED 顯示屏兩大應用場景的雙重驅動，市場規模有望迎來快速成長。
近年來，OLED 顯示技術以其高對比度、響應時間短、更薄的外形和卓越的 靈活性等優勢對小尺寸及高端液晶顯示產品形成沖擊，但 Mini LED 背光模組的 應用顯著提升液晶顯示產品性能，在高端產品領域與 OLED 直接競爭。
Mini LED 背光將 LED 燈珠尺寸縮小、采用巨量 LED 晶粒作為液晶顯示背 光源，能夠以全矩陣式的方式進行分區調光，控制暗部區域顯示，減少漏光，強 化對比度及分辨率，達到高清效果，呈現更細致的畫面。
同時，Mini LED 可減 少光學混光距離，實現超薄化，搭配軟性基板亦可用于曲面屏。與 OLED 相比， Mini LED 背光還具有無頻閃、無燒屏、工作壽命長、更高能效等優勢，可節省 40%電能損耗。
相同對比度條件下，采用 Mini LED 背光的液晶面板價格僅約為 OLED 面板的 70-80%，但液晶畫面顯示效果卻 能大幅提升，且保留了 LCD 技術高亮度、長壽命的優點。
2019 年以來，隨著 Mini LED 背光技術在良率及成本方面逐步突破，龍頭企 業紛紛推出應用該技術的平板電腦、筆記本電腦、電視、AR/VR 等終端產品， 加快產業布局，推動 Mini LED 技術在全產業鏈進入快速滲透階段。蘋果、華為、 小米等智能終端廠商選擇 Mini LED 以追求極致顯示效果與智慧物聯融合；三星、LG、TCL、海信等傳統電視廠商希望提升傳統液晶電視顯示效果；京東方、TCL 華星等面板廠商希望通過推廣 Mini LED 延長 LCD 產線的生產周期，獲得超額 收益；群創、友達等中國臺灣面板廠商未投資 OLED 產線，同樣主推 Mini LED 顯示方案。
國內芯片及封裝廠商同樣將 Mini LED 視為未來的主要競爭優勢之一， 晶元光電、三安光電、華燦光電、澳洋順昌等 LED 芯片巨頭及鴻利智匯、兆馳 股份、瑞豐光電、國星光電等 LED 封裝龍頭企業紛紛布局。Mini LED 背光在 2021 年迎來實質上的大規模商業應用。隨著商業化后制程良率提升速度加快，預計 Mini LED 背光顯示成本將以每年 15-20%的幅度下降，推動市場規模增長。
隨著 Mini LED 背光技術應用，LED 芯片數量大幅增加，從原來一臺顯示終 端的幾十顆增長至上萬顆，有機硅封裝材料用量隨之呈指數級增長。另一方面， Mini LED 背光應用促進了 COB 和 COG 等無支架、可實現芯片密集排列、平整 度高的超薄化封裝技術推廣，對封裝材料、基板等其他主材的可靠性提出更高要 求，封裝環節價值占比顯著提升，推動上游材料前沿技術發展及產品更新迭代。
Mini LED 直顯技術是小間距 LED 全彩顯示技術的升級，使用大量 RGB 全 彩 LED 芯片作為像素點，封裝后作為顯示屏直接顯示，具有高分辨率、反應時 間短、無縫拼接及可實現超大尺寸的優點。Mini LED 顯示屏應用方向主要包括影院顯示、交通廣告、租賃、體育比賽等高端民用市場。目前，Mini LED 直顯 技術成熟度仍有較大提升空間，隨著 COB 封裝技術的進步，成本有望快速下降， 將逐漸替代小間距 LED 全彩顯示等超大尺寸顯示方案，帶動用于 Mini LED 直顯 的環氧封裝材料市場規模擴張。
顯示面板應用廣泛，下游市場發展對電子封裝材料行業起到重要支撐作 用
近年來，我國以廣闊的消費市場和成熟的制造能力承接國際電子產品生產基 地轉移，產業創新能力和綜合競爭力邁向新臺階。隨著智能手機、平板電腦、筆 記本電腦等成熟消費電子產品的普及以及可穿戴設備、AR/VR 設備等新興產品 涌現，新型顯示行業存量和增量市場廣闊，拉動電子封裝材料需求增長。同時， 我國電子信息制造業正加速結構調整與動能轉換，高端化、智能化發展成果顯著， 推動關鍵環節技術突破，芯片材料、顯示材料、電子封裝材料產業鏈升級加速。
半導體照明是指以發光二極管（Light-emitting diode,簡稱 LED）為基本器件 的新興照明技術。相較傳統白熾燈及鹵素燈，半導體照明具有光效高、壽命長、 低熱量、多色彩、綠色環保等優勢，成為第四代照明光源。
未來，半導體通用照明市場滲透率繼續穩步提升，車用照明、智慧照明、 植物照明、健康照明等新興半導體專用照明市場迎來快速發展機遇，產業的持續 規模擴張將有力帶動有機硅封裝材料需求增長。
按照應用領域不同，半導體照明可分為通用照明及專用照明。半導體通用照 明指適用于家居、辦公等非特定場景下的照明應用，是對傳統照明燈具替代最為 完善的領域。目前，我國半導體通用照明行業已進入成熟期，市場規模龐大，增 速趨緩。根據國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）數據，2021 年，在 出口市場的強力帶動下，我國通用照明市場規模達 3034 億元?！笆奈濉睍r期， 在我國加速推進“碳達峰、碳中和”背景下，高效 LED 照明是推動節能降耗的 有效途徑和重要抓手，通用照明產品的光效、光品質、壽命提升及低碳化發展將 為技術演進及市場拓展帶來新動能，對芯片及電子封裝材料等上游材料行業及中 游封裝行業提出更高的性能需求，推動產業鏈技術持續升級。
半導體專用照明主要包含車用照明、智慧照明、植物照明、健康照明等，屬 于半導體照明的新興領域，技術更新速度快，對照明器件的光效、光譜等有著特定需求，進而對電子封裝材料的光學性能提出定制化需求，推動產業鏈邁向高端。半導體專用照明市場滲透率正處于快速增長期，電子封裝材料在其市場爆發式增 長的帶動下，市場規模有望持續擴容。
車用照明種類豐富，除前照燈、前霧燈、倒車燈等外部照明，也包含壁燈、 頂燈等內部照明，轉向燈、行車燈、制動燈等外部信號燈等。與傳統車用照明光 源鹵素燈及氙燈相比，半導體照明具有高亮度、高能效、光衰低及體積小等性能 優勢。隨著在光效和成本方面不斷突破，車用半導體照明光源滲透率進入快車道。
智慧照明方面，5G、物聯網及人工智能等技術的推廣帶動全球向萬物互聯 時代邁進，照明行業亦向著數字化、智能化、功能集成化進發。未來，智慧照明 產品將在“智慧城市”、“智慧工廠”、“智慧礦山”等各類應用場景中實現融 合，照明設備將成為集成傳感器、控制器、無線模塊等零部件的智能終端，應用 前景廣闊。
室內種植農業投資快速升溫，半導體植物照明作為主要技術環節之一，迎來 高速發展。LED 植物照明可以智慧種植相結合，通過對植物生長不同階段所需 的光譜、波長值、光照強度及光效的精準控制，有效縮短培育周期，提升種植效 率。植物照明綜合植物光生物學、照明技術、光環境控制等方面，技術門檻較高。受成本因素影響，目前 LED 植物照明較多應用在高附加值的經濟作物上。隨著 植物照明逐步在牧草種植和植物工廠得到廣泛應用，市場規?？焖僭鲩L。
健康照明產品的主要應用場景為教室、辦公室和家庭，技術發展方向為照明 產品光效接近自然光照效果，從而控制對用戶生物節律和睡眠等的影響，提供健 康的照明環境。近年來，《建筑照明設計標準》等多個國家標準出臺，推進了健 康照明產品在教室、辦公和家居照明環境應用，隨著社會對健康照明的重視度提 升，健康照明的市場空間持續增長。
半導體器件的生產流程包括晶圓制造和封裝測試，其中半導體封裝是指將通 過測試的晶圓按照產品型號及功能需求加工得到獨立芯片的過程，主要起到保護 芯片、支撐芯片、將芯片電極與外界電路連通、保證可靠性等作用，主要工序包 括磨片、劃片、裝片、焊接、包封、切筋、電鍍、打印、成型、測試、包裝等。根據 SEMI 數據，2021 年全球半導體材料市場規模約 643 億美元，我國半導體 材料市場規模約 99 億美元；其中后道封測耗材占半導體材料的 38%，封裝樹脂 及芯片粘接材料分別占后道封測耗材的 15%及 4%；以此測算，2021 年全球半導 體封裝樹脂及芯片粘接材料市場規模約 311 億元；我國半導體封裝樹脂及芯片粘 接材料市場規模約 48 億元。依托有機硅封裝材料、環氧封裝材料技術平臺，發 行人已成功研發IGBT用有機硅封裝膠、導電銀膠等多款應用于半導體器件包封、 芯片粘接環節產品，市場應用前景廣闊。
航空航天飛行器象征著一個國家科學技術的先進水平，由于使用環境的特殊 性，航空航天應用材料需承受超高溫、超低溫、溫度交變、高真空、熱循環、紫 外線、帶電粒子、微隕石、原子氧等環境考驗。公司所研制的航空航天用環氧封 裝材料主要應用于航空器中的陀螺儀、導航系統設備中的傳感器以及導電環等裝 置，使用條件極為嚴苛，對產品的技術先進性、質量穩定性要求極高。公司產品 具有絕緣性好、耐熱高、抗蠕變性能好、線膨脹系數低，對不同材料尤其是貴金 屬粘接性優異等特點，能夠適應嚴格的高低溫交變條件，并且具有良好的工藝特 性，能夠保障航空航天飛行器的正常運行。
在此背景下，我國建筑外墻節能材料行業呈現快速增長。根據 QYResearch 數據，2016-2021 年，我國外墻建筑節能材料市場規模由 686.60 億元增長至 1,718.70 億元，復合增長率達 20.14%。根據 Frost & Sullivan 數據，“雙碳”政策 及行業標準提升背景下，2023 年市場規模將達 2,346.50 億元。
電子封裝材料工藝水平和產品質量對電子器件的性能和使用壽命有著重要 影響，屬于電子元器件及電子電器制造關鍵材料之一，在電子材料中占據重要地 位，行業技術壁壘高。美國杜邦、日本信越、日本稻畑等國際大型化工企業深耕 電子封裝材料行業多年，在技術研發方面占據明顯優勢。
2010 年以來，在半導 體、新型顯示及智能終端等產業產能加速向國內轉移、中美貿易摩擦不斷升級的 大背景下，鑒于成本控制、供應便利、自主可控需求等多方面因素，電子封裝材 料進口替代需求十分強烈，多項產業支持政策相繼出臺，為行業發展提供了有力 的支持和良好的環境。
近年來，國內廠商逐步啟動進口替代產品研發，在中低端 電子封裝材料領域已基本實現進口替代。但與國際廠商相比，目前大部分國內廠 商在高端電子封裝材料的產品性能、質量穩定性及產品儲備豐富度方面仍有一定 差距。
電子膠粘劑產品方面，下游領域的快速發展對產品性能提出了更高要求。目 前，國內企業在中低端的分立器件灌封、普通芯片的粘接及包封等市場已占據一 定的份額，但高端芯片封裝、消費電子、車用電子和 PCB 板零件裝配等市場仍 由德國漢高、美國陶氏、美國杜邦、日本信越等海外公司主導。隨著 5G、IoT、 AI、Mini/Micro LED 等電子信息新興技術的快速發展，作為制造業關鍵基礎材 料，電子膠粘劑產品技術將持續發展，并推動產品豐富度快速提升。
審核編輯：劉清
工商網監
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