湿制程工艺是指利用液相化学品进行清洁表面处理或材料沉积的一系列技术。湿制程镀层材料是一种典型的濕电子化学品,是指在半导体及PCB製造的濕製程工艺中,用于在表面上沉积金属或合金薄层的化学物质。
作為半导体内部以及半导体、封装基板及PCB之间电信号传输的关键材料之一,湿制程镀层材料在电子元件(尤其是半导体)的机械连接、电气连接及散热方面发挥著至关重要的作用。该等半导体包括逻辑IC(如CPU/GPU/NPU)、存储(如高带宽内存)、分立半导体(如功率器件)及传感器(如CMOS图像传感器)等,这些半导体进一步应用于AI数据中心、电动汽车、工业或人形机器人等领域。
化镀与电镀是湿制程中镀层的两大工艺技术。化镀是一种无需借助外部电流即可在表面沉积均匀金属镀层的化学工艺,其通过镀液中的化学还原剂将金属离子还原為物体表面的金属层。化镀的优势包括优异的镀层均匀性、较高的处理效率及相对较低的综合成本。化镀具有较高的技术壁垒,因其需精确控制化学反应以确保镀层均匀性与优异的界面附著力。
与依靠外部电流控制沉积过程的电镀不同,化镀完全依赖溶液内化学反应的微妙平衡。对于晶圆和封装基板等对材料性能要求更严苛的应用场景,实现化学反应的精确控制尤其具有调整性。电镀是一种利用电流在导电物体表面沉积金属薄层的工艺。电镀的显著优势包括可控的高沉积速率及精确的镀层厚度控制,使其成為创造高精度和複杂图案的独特且有价值的工艺,这是製造PCB及半导体元件的基础。特别是在逻辑集成电路的纳米级铜互连製程中,电镀因其能有效填充高深径比纳米级结构而占主导地位。
此外,可电镀的金属种类繁多,包括铜、镍、金、银、锡及各种合金。在电子製造中应用电镀时,考虑多层镀层之间的附著力及相互作用,以及其对产品整体功能的共同影响(包括电气性能、应力及其他相关特性)至关重要。化镀与电镀均展现出巨大的增长潜力,且在实际应用中以互补的方式发挥作用。二者為电子封装濕製程中的镀层提供多样化解决方案,以满足特定工艺中的不同镀层需求。下表阐述了各主要具体镀层工艺及该镀层工艺的介绍、典型应用场景及技术壁垒。
全球湿制程镀层材料市场规模
2020年至2022年,全球湿制程镀层材料市场规模由人民币399亿元增长至人民币444亿元。2022年至2023年,因半导体及PCB行业短期需求下降,市场总规模降至2023年的人民币380亿元。然而,于2024年,在下游行业需求上升的推动下,全球湿制程镀层材料市场反弹至人民币407亿元。未来,全球湿制程镀层材料市场规模预计2029年达人民币737亿元,2024年至2029年年複合增长率為12.6%。
中国湿制程镀层材料市场规模
中国已成為全球半导体及PCB重要製造基地,作為湿制程镀层材料的重要市场,為全球市场贡献了很大一部分收入。与全球市场一致,中国湿制程镀层材料市场在2023年因消费电子市场需求减弱经历短期下滑(消费电子作為主要终端应用领域,為中国及全球半导体和PCB市场贡献了显著收入)。然而,受AI、电动汽车、数据中心等多个终端应用领域快速增长驱动(上述领域对半导体和PCB需求持续增加),2024年市场已反弹,当年中国湿制程镀层材料市场规模增至人民币150亿元。AI、电动汽车等新兴应用的快速发展,预计将进一步推动中国湿制程镀层材料未来需求增长。中国湿制程镀层材料市场规模预计2029年将增至人民币275亿元,2024年至2029年年複合增长率為12.9%。
湿制程镀层材料主要应用于半导体及PCB行业。2020年至2024年,PCB用湿制程镀层材料市场规模由人民币93亿元增长至人民币102亿元,同期年複合增长率為2.1%;而半导体用湿制程镀层材料市场规模由人民币36亿元增长至人民币48亿元,同期年複合增长率更快,达7.6%。未来五年,半导体市场将成為增长更快的细分领域,尤其是在先进封装和HPC需求的推动下。
中国半导体用湿制程镀层材料市场规模预计2029年将增长至人民币117亿元,2024年至2029年年複合增长率為19.6%。此外,PCB用湿制程镀层材料市场规模预计2029年将增长至人民币158亿元,2024年至2029年年複合增长率為9.2%。
2020年至2024年,化镀市场规模由人民币73亿元增长至人民币82亿元,年複合增长率為3.0%,而电镀市场规模由人民币57亿元增长至人民币68亿元,年複合增长率為4.6%。未来,化镀及电镀市场规模预计分别进一步增长至人民币133亿元及人民币142亿元,2024年至2029年年複合增长率分别為10.3%及15.9%。
中国半导体用湿制程镀层材料市场规模
技术在半导体金属化领域具有显著优势,包括镀层厚度与均匀性的精准控制、提供高导电性和低电阻率的金属层、支持多样化镀层材料满足不同应用需求,以及高效优质的生产能力,使其成為半导体製造中不可或缺的关键工艺。
2020年至2024年,电镀市场规模由人民币28亿元增长至人民币38亿元,年複合增长率為7.7%,而化镀市场规模由人民币7亿元增长至人民币10亿元,年複合增长率為7.5%。2024年至2029年,电镀市场规模预计将由人民币38亿元显著增长至人民币93亿元,年複合增长率达19.8%;化镀市场规模预计由人民币10亿元增长至人民币24亿元,年複合增长率為18.9%。
中国PCB用湿制程镀层材料市场规模
化镀是PCB製造的主要工艺技术。2020年至2024年,PCB用化镀材料市场规模由人民币65亿元增长至人民币72亿元,预计2029年将增至人民币109亿元,2024年至2029年年複合增长率為8.8%。电镀主要用于PCB製造中的PTH、导通孔填充及图形电镀。PCB用电镀材料市场规模由人民币28亿元增长至人民币30亿元,预计2029年将增至人民币48亿元,2024年至2029年年複合增长率為10.0%。
中国湿制程镀层材料市场的市场驱动因素
半导体及PCB行业持续扩张。在技术进步、大规模投资建设新晶圆厂、全球电子应用需求上升及政策利好等多重因素共同推动下,2020年至2024年,中国半导体及PCB製造行业实现增长。2020年至2024年,中国半导体製造市场规模由人民币2,560亿元增长至人民币4,437亿元,而PCB製造市场规模于同期由人民币2,750亿元增长至人民币3,524亿元。
随著中国持续巩固全球製造枢纽地位,国内生产的半导体及PCB数量持续攀升,进而推动湿制程镀层材料整体需求增长。需求端方面,电动汽车、高端消费电子等新兴领域的快速发展,持续拉动中国半导体及PCB行业增长。例如,电动汽车单车PCB用量约5至8平方米,為纯内燃机汽车的5至8倍。同时,纯内燃机汽车所需的半导体数量约為每辆600至700个,而电动汽车则增加至每辆1,600个,高端智能汽车甚至达到每辆3,000个。电动汽车销量的增长预计将显著带动半导体及PCB的需求增长。
快速增长的应用场景推动功率半导体需求强劲。电动汽车等应用场景的激增,提升了对高性能功率半导体器件(如硅基IGBT及碳化硅MOSFET)的需求,进而推动了晶圆级和陶瓷基板级镀层材料的需求增长。宽禁带功率器件(尤其是碳化硅器件)因其在高温、高频等极端条件下的优异性能而日益受到重视。这类器件催生了对镀层材料的新需求,其中化镀材料因能够提升封装可靠性而成為关键。因此,这些更严苛的导电性、耐热性、耐腐蚀性、工艺控制精度及环境适应性标准推动了对湿制程镀层材料的需求。
AI进步推动高性能逻辑集成电路需求增长。AI技术的快速发展与广泛应用,显著提升了对高性能逻辑集成电路的需求。这类高性能逻辑集成电路的製造与封装通常依赖多芯片集成技术,而该技术高度依赖先进封装工艺以确保逻辑集成电路的性能、可靠性与小型化。随著AI应用持续拓展,市场对创新高效逻辑集成电路解决方案的需求愈发迫切,进一步强化了对尖端镀层材料的依赖,以满足现代芯片製造工艺的严苛要求。
晶圆级封装的扩张。摩尔定律(预测集成电路上晶体管数量呈指数级增长)正面临物理极限,传统性能提升路径遭遇挑战。先进芯片製造成本的上升进一步推动了先进封装技术的普及,使芯片及终端产品製造商能够优化性能与成本效益。先进封装技术通过提升性能、降低功耗和缩小尺寸(无需依赖更小晶体管)提供了替代方案。这一趋势推动了晶圆级封装领域对湿制程镀层材料的需求。
政策利好。政策利好是中国湿制程镀层材料市场的关键驱动因素,尤其是政策对强化国内电子及半导体产业的战略性重视。部分国家举措及后续国家战略规划与政策,如《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《「十四五」原材料工业发展规划》、《製造业可靠性提升实施意见》等,均将电子、电动汽车、高端装备等先进製造领域列為发展重点,并积极推动半导体、先进封装及高性能电子领域的自主供应和技术进步。这些因素共同并直接推动湿制程镀层材料需求。
中国湿制程镀层材料市场的发展趋势
实现高密度互连,推动高性能镀层材料需求上升。中国蓬勃发展的半导体行业正推动对高性能芯片及多功能芯片集成系统的需求。这类芯片或系统需要先进封装技术以实现紧凑设计、更强处理能力和更低能耗。3D堆叠、WLCSP、扇出型封装等技术对提升芯片性能至关重要。作為封装工艺的关键,镀层材料直接影响设备之间的互连密度、信号传输速度及可靠性。随著封装技术进步,行业对镀层材料的性能要求不断提高,推动行业向高密度互连方向发展。
中国国内厂商崛起。随著国内持续加大研发投入及技术突破步伐加快,越来越多中国国内厂商能够提供此前由国际厂商供应的高性能、高质量且可靠的镀层材料。这些技术突破為国内厂商提升竞争力并扩大市场份额奠定了坚实基础。此外,中国半导体及PCB厂商持续引入更多国内材料供应商,以提升製造能力并保障供应链稳定。例如,在半导体领域,国内供应商供应的原材料比例已从约10%提升至2024年的超过15%。这一趋势為中国基础材料製造商创造了稳健且不断扩张的市场,為国内行业的增长与创新提供了重要机遇。
中国湿制程镀层材料市场的成本分析
湿制程镀层材料的生产涉及多种原材料,这些原材料取决于镀层和电子封装的具体工艺。由于湿制程镀层材料的原材料通常包括若干元素物质,如镍、钯、磷、金或铜,因此原材料的价格一般与用于生产该等原材料的相关元素物质的价格高度相关。下表列示本集团采购的主要原材料种类、相应元素物质及其2022年至2024年的平均价格范围。
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