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

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

半導體設備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——前端相關設備、晶圓制造設備、封裝設備、測試設備。半導體設備處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，貫穿半導體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。按照工藝流程可以分為四大板塊——晶圓制造設備、測試設備、封裝設備、前端相關設備。其中，晶圓制造環(huán)節(jié)設備投資占整體的70%以上，是制造IC的關鍵。七大工藝步驟(氧化/擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、清洗與拋光、金屬化)，對應專用設備包括氧化/擴散設備、光刻設備、刻蝕設備、清洗設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、機械拋光設備等。其中光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備為核心設備，分別占晶圓制造環(huán)節(jié)設備成本的24%、10%、18%。另外封裝及組裝設備約占10%，測試設備約占8%，其他設備約占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)處于應用階段，技術表現(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，在世界各地擁有24個生產(chǎn)基地、21個技術中心和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	瓦克是化學品和半導體工業(yè)的技術領先者，是全球眾多關鍵領域內客戶的創(chuàng)新合作伙伴。
企業(yè)產(chǎn)品	公司業(yè)務主要包括有機硅、聚合物、生物科技、多晶硅和半導體用超純硅片，產(chǎn)品廣泛應用于建筑、交通、能源、電力電氣、紡織、消費者護理、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。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個技術中心（上海、順德）和8個銷售代表處（上海、北京、濟南、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。瓦克化學的大中華地區(qū)總部設置在上海，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，在上海和北京均設有技術中心，生產(chǎn)基地位于張家港和南京。瓦克的5個業(yè)務部門 — 有機硅、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。
企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略	目前，瓦克在大中華區(qū)擁有多家獨資和合資企業(yè)，業(yè)務領域涉及制造、貿易和技術服務。員工是我們最寶貴的資產(chǎn)。當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。我們相信，人是成功的關鍵所在
財務指標	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

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

催剛為柔，獨開生面：柔性源于材料

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

其一，采用本征柔韌性的功能有機分子和聚合物材料作為柔性電子器件構筑單元。例如，在塑料(聚合物)基底上構筑的有機發(fā)光二極管(OLED)已被廣泛應用于可彎折、可卷曲、輕薄顯示屏幕諸如曲面電視、可折疊手機等。有機半導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，實現(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，通過材料的微結構設計實現(xiàn)剛性無機材料的柔性化。例如當材料的尺寸降低到微納米尺度后，由于材料的微納米效應，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現(xiàn)彎折，一根彈簧比一根鋼絲更具有伸縮性?；谠摬呗裕陙?，科學家設計制造了“S型”金屬微電路，并將其嵌入超薄硅膠材質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，材料的電學和力學性能將發(fā)生改變，理論研究和實驗研究已經(jīng)表明原子級厚度的二維材料在柔性電子領域具有廣闊的應用前景。例如石墨烯已被驗證可作為透明導電薄膜應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)良的柔韌性和可調控的電輸運性能，使得該類材料可作為柔性電子元器件的關鍵組成單元，使高性能柔性電子的無機化和微型化成為可能。

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