核心观点
硅微粉作为一种性能优异的先进无机非金属矿物功能填料,应用广泛。二氧化硅具有高耐热、高绝缘、低线性膨胀系数、导热性好、介电常数和介电损耗低等优良特性,可以显著改善下游产品的相关物理性能,如提高散热性、降低线性膨胀系数、提高机械强度等,在覆铜板、环氧塑封料、电工绝缘材料、胶粘剂等领域有广泛应用。
硅微粉分类
硅微粉可根据晶型和外形进行分类。硅微粉主要成分为二氧化硅,按晶型,硅微粉包含结晶型和无定型两类;按照形态,硅微粉可分为角形硅微粉以及球形硅微粉。球形硅微粉的制备技术主要分为物理法和化学法两大类,其中,物理法包括火焰熔融法、等离子体法等,化学法包括溶胶法、微乳液法、化学沉淀法、喷雾法和气相法等。
硅微粉制备工艺
硅微粉制备主要包括粉体合成、微纳加工及表面改性三大关键工艺环节。粉体合成工序从原料端实现粉体性能突破或原料自给;微纳加工工序通过球化、研磨、分级等处理,在微米、纳米级范畴精准调控粉体形貌、粒径(如球形/角形、粒径大小、分布)等物理表征;表面改性工序则用于解决无机粉体与有机基材的界面结合力与相容性问题。角型硅微粉、火焰法硅微粉、直燃法硅微粉、化学法硅微粉产品制备难度与应用场景逐级提高。在硅微粉实际应用过程中,要对硅微粉进行表面改性处理,以改善颗粒的表面特性,提高粉体分散性能,改性也是高端硅微粉的核心技术壁垒。
硅微粉应用
硅微粉主要应用在覆铜板和芯片封装材料中,市场增速均较快。覆铜板用无机功能粉体填料已成为覆铜板中除铜箔、树脂、玻纤布之外的第四大关键原材料。根据贝哲斯咨询数据,2024年中国硅微粉市场需求量为41.8万吨,预计2025年中国硅微粉需求量将达47.3万吨,同比增13.2%。MordorIntelligence预测,2027年全球硅微粉市场规模将达到53.3亿美元。半导体封装材料中,环氧塑封料(EMC)是当前主流包封材料,占比超过90%,环氧塑封料中70-90%为无机填料,硅微粉是环氧塑封料的主要功能性填料。根据QYResearch调研数据,2024年全球集成电路封装用球形硅微粉市场规模大约为1.81亿美元,预计2031年将达到3.77亿美元。
技术迭代
球形硅微粉是发展重要方向,粒径逐步降低。球形硅微粉作为填料时,堆积更紧密,从而提高流动性和堆积密度,还能更均匀地分散在基体材料中,且可以更好地与基体材料的界面结合。此外,球形硅微粉具有导热系数大、线性热膨胀系数小、介电性能优异等特征。综上所述,球形硅微粉的独特几何形状和表面特性更有利于提高复合材料的整体性能,是最近硅微粉发展的重点。硅微粉粒径降低伴随制备工艺革新。球形硅微粉按照粒度分类,可以分为微米球形硅微粉(1-100μm)、亚微米球形硅微粉(0.1-1.0μm)和纳米球形硅微粉(1-100nm)等3种类型。
高端覆铜板
高端覆铜板硅微粉填充比例高,复配及表面改性提高技术壁垒。硅微粉填充量逐渐增大,覆铜板在下游人工智能、高速网络通信、云计算、低轨卫星、高端消费电子、汽车电子等多重引擎的发展驱动下,正加速向高频高速、高密度互联、高多层、高导热等高端化方向升级,高频高速、IC封装、HDI等领域的高端覆铜板对于上游功能性填料的性能指标要求更为严格,对粉体材料的使用需求朝着更高规格等级、更高填充比例不断演进。
覆铜板及封装持续迭代
覆铜板行业市场需求与下游电子信息行业发展状况紧密关联,近年来呈现波动上升趋势。受益于人工智能、高性能计算、高速通信等相关产业爆发带来的高端市场强劲增量,覆铜板行业重回高速增长态势。高端覆铜板需求快速上升。在刚性覆铜板中,高速覆铜板、IC载板用覆铜板、高频覆铜板三大类特殊覆铜板,属于生产制造过程技术难度和下游应用领域性能要求较高的高端覆铜板板材。随着AI的爆发式增长,并带动高速网络通信、集成电路领域交互式高速发展,AI算力设施等应用终端向更高数据吞吐量、更快数据处理速率、更优信号传输与交互、更低功耗等技术方向持续迭代。覆铜板正加速向高频高速化、轻薄化、高导热三大方向演进,对覆铜板材料的低介电常数、低介质损耗、低热膨胀系数、高导热、高模量等技术指标要求更为严格。
半导体封装迭代
伴随封测行业向先进封装不断迭代的发展趋势,传统固态EMC在大面积成型、薄型化封装中面临流动性不足、翘曲控制难等挑战,催生环氧塑封料向高性能高附加值产品结构迭代,高端封装材料如液态塑封料(LMC)、颗粒状环氧塑封料(GMC)逐步实现在扇出型晶圆级封装(FOWLP)、系统级封装(SiP)以及高带宽内存堆叠封装(HBM)等先进封装工艺中应用。氧化铝由于导热性能突出,在高端封装填料领域有应用。随着AI算力需求增加,AI服务器对芯片内存容量和传输带宽的要求相应提高,存储芯片向HBM高带宽堆叠、高密度化及先进2.5D/3D封装方向演进,对于导热粉体提出更严格的要求。
国内硅微粉技术快速追赶
目前国际无机非金属粉体材料市场整体格局呈现出金字塔形态,即国内厂商一般提供基础或较优品质产品,产量较大但应用领域存在局限,因而产品单价较低。相反,技术水平高、产品议价能力强、应用领域集中在以高频高速覆铜板、类载板和IC载板、高发热基站及散热部件等为代表的先进无机非金属粉体材料,主要市场份额和技术领先地位依然由国外厂商占据。角型硅微粉是用量最大的基础硅微粉品类,国内产能充裕。球形硅微粉生产企业主要包括日本的四大硅微粉生产厂商,即日本电化株式会社、日本龙森公司、日本新日铁公司和日本雅都玛公司等。日系领先企业长期以来占据球形硅微粉市场的技术主导地位,近年来日厂商逐渐调整产品重心,收缩火焰法球形硅微粉产能和研发投入,将产能和研发重心聚焦于VMC法、化学法等球形上。尤其是纳米级球硅产品,日本雅都玛出于绝对领先地位。
投资建议
建议关注技术领先、产能充足、下游渠道通畅的联瑞新材、凌玮科技等国内龙头企业。
风险提示
- 宏观经济需求大幅波动,需求不及预期的风险
- 竞争恶化,产品价格大幅下降的风险
- 原材料价格上涨的风险
- 技术扩散风险