柔性芯片的優(yōu)異性能首先得力于對有機(jī)或無機(jī)電子元器件材料性能的極致追求

• 洪前進(jìn) 2023年11月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 608 34
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柔性電子是在學(xué)科高度交叉融合基礎(chǔ)上產(chǎn)生的顛覆性科學(xué)技術(shù)，能夠突破經(jīng)典硅基電子學(xué)的本征局限，可為后摩爾時代器件設(shè)計集成、能源革命、醫(yī)療技術(shù)變革等更新?lián)Q代等提供創(chuàng)新引領(lǐng)，是我國自主創(chuàng)新引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇。

半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——前端相關(guān)設(shè)備、晶圓制造設(shè)備、封裝設(shè)備、測試設(shè)備。半導(dǎo)體設(shè)備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——晶圓制造設(shè)備、測試設(shè)備、封裝設(shè)備、前端相關(guān)設(shè)備。其中，晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備投資占整體的70%以上，是制造IC的關(guān)鍵。七大工藝步驟(氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、清洗與拋光、金屬化)，對應(yīng)專用設(shè)備包括氧化/擴(kuò)散設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備、離子注入設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備等。其中光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備為核心設(shè)備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備成本的24%、10%、18%。另外封裝及組裝設(shè)備約占10%，測試設(shè)備約占8%，其他設(shè)備約占5-10%。

圖表：2021-2023年中國柔性芯片行業(yè)的市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：中研普華研究院

根據(jù)中研研究院《2023-2028年國內(nèi)芯片行業(yè)發(fā)展趨勢及發(fā)展策略研究報告》分析得知，目前柔性芯片行業(yè)處于應(yīng)用階段，技術(shù)表現(xiàn)還不成熟，但行業(yè)的增長速度較快，2023年中國柔性芯片行業(yè)的市場規(guī)模達(dá)到29.27億元，市場景良好。

圖表：通威股份有限公司發(fā)展現(xiàn)狀

類別	概述
企業(yè)概況	公司總部位于德國慕尼黑，在世界各地?fù)碛?/span>24個生產(chǎn)基地、21個技術(shù)中心和50多家銷售辦事處，年銷售額約45億歐元，擁有員工約16000名。
企業(yè)行業(yè)地位	瓦克是化學(xué)品和半導(dǎo)體工業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先者，是全球眾多關(guān)鍵領(lǐng)域內(nèi)客戶的創(chuàng)新合作伙伴。
企業(yè)產(chǎn)品	公司業(yè)務(wù)主要包括有機(jī)硅、聚合物、生物科技、多晶硅和半導(dǎo)體用超純硅片，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑、交通、能源、電力電氣、紡織、消費(fèi)者護(hù)理、醫(yī)療、食品等各行各業(yè)。
企業(yè)經(jīng)營狀況勢	瓦克于1993年開始在大中華區(qū)直接開展業(yè)務(wù)。目前，瓦克在大中華區(qū)擁有3個生產(chǎn)基地（張家港、南京、順德）、2個技術(shù)中心（上海、順德）和8個銷售代表處（上海、北京、濟(jì)南、廣州、成都、順德、香港、臺北、新竹），擁有員工近900人，年銷售額10億多歐元，累計投資額超過5億歐元。瓦克化學(xué)的大中華地區(qū)總部設(shè)置在上海，并且還在臺北、香港、廣州、北京以及成都建立了分公司和銷售辦事處，在上海和北京均設(shè)有技術(shù)中心，生產(chǎn)基地位于張家港和南京。瓦克的5個業(yè)務(wù)部門 — 有機(jī)硅、聚合物、生物科技、多晶硅和世創(chuàng)電子材料都在中國開展業(yè)務(wù)。
企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略	目前，瓦克在大中華區(qū)擁有多家獨(dú)資和合資企業(yè)，業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及制造、貿(mào)易和技術(shù)服務(wù)。員工是我們最寶貴的資產(chǎn)。當(dāng)更多地參與中國和亞洲市場活動的同時，我們衷心地希望員工都能在瓦克內(nèi)不斷發(fā)展他們的能力和職業(yè)生涯。我們相信，公司的成功有賴于員工的集體智慧和貢獻(xiàn)。我們相信，人是成功的關(guān)鍵所在
財務(wù)指標(biāo)	2022年財年營業(yè)總收入82.1億歐元,2022財年息稅前利潤16.9億歐元

數(shù)據(jù)來源：通威股份有限公司

柔性電子是在學(xué)科高度交叉融合基礎(chǔ)上產(chǎn)生的顛覆性科學(xué)技術(shù)，能夠突破經(jīng)典硅基電子學(xué)的本征局限，可為后摩爾時代器件設(shè)計集成、能源革命、醫(yī)療技術(shù)變革等更新?lián)Q代等提供創(chuàng)新引領(lǐng)，是我國自主創(chuàng)新引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇。

催剛為柔，獨(dú)開生面：柔性源于材料

柔性電子的優(yōu)異性能首先得力于對有機(jī)或無機(jī)電子元器件材料性能的極致追求。核心元器件的“柔性”設(shè)計是柔性電子器件制備的關(guān)鍵。目前主要通過兩種策略實(shí)現(xiàn)：

其一，采用本征柔韌性的功能有機(jī)分子和聚合物材料作為柔性電子器件構(gòu)筑單元。例如，在塑料(聚合物)基底上構(gòu)筑的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)已被廣泛應(yīng)用于可彎折、可卷曲、輕薄顯示屏幕諸如曲面電視、可折疊手機(jī)等。有機(jī)半導(dǎo)體材料和高分子聚合物材料可作為電子漿料適用于印刷電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大批量、低成本、高效率的柔性電子器件加工與集成。未來柔性電子器件的加工與制造就像打印一個文件一樣便捷。

其二，通過材料的微結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)現(xiàn)剛性無機(jī)材料的柔性化。例如當(dāng)材料的尺寸降低到微納米尺度后，由于材料的微納米效應(yīng)，本身堅硬的材料將表現(xiàn)出可彎曲的柔韌特性。好比一張紙比一本書更容易實(shí)現(xiàn)彎折，一根彈簧比一根鋼絲更具有伸縮性。基于該策略，近年來，科學(xué)家設(shè)計制造了“S型”金屬微電路，并將其嵌入超薄硅膠材質(zhì)形成柔性可拉伸集成電路。

由于材料的厚度降低至納米尺度后，材料的電學(xué)和力學(xué)性能將發(fā)生改變，理論研究和實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)表明原子級厚度的二維材料在柔性電子領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。例如石墨烯已被驗(yàn)證可作為透明導(dǎo)電薄膜應(yīng)用于柔性透明觸摸屏。

原子級厚度的硫族金屬化合物兼具優(yōu)良的柔韌性和可調(diào)控的電輸運(yùn)性能，使得該類材料可作為柔性電子元器件的關(guān)鍵組成單元，使高性能柔性電子的無機(jī)化和微型化成為可能。

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