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摘要：日本12家半导体材料制造计划在2022年度内正式开展联合研究，以加快先进半导体封装材料的开发。“3D封装”等技术使半导体性能得到了提升，伴随这种技术进步，半导体的制造工艺也变得更为复杂。通过减少半导体制造商的返工，能够缩短开发周期，同时提高材料制造商向半导体制造商提案的能力。

关键字：半导体材料、JOINT2联盟、新一代封装材料、微细凸块接合技术、微细布线技术

日本JOINT2联盟由材料制造商巨头昭和电工材料牵头，由12家企业参加，包括材料制造商和设备制造商。该联盟正在联合开发和评估用于半导体后道工序的新一代封装材料，旨在通过汇集各个供应商的技术、构建制造流程，为客户迅速提供所要求的材料。

JOINT2的主要基地“封装解决方案中心”内景

（图片来源：昭和电工材料）

近年，台湾积体电路制造（TSMC）和美国英特尔（Intel）等主要半导体制造商一直发力3D封装技术，然而由于技术复杂性高，较长的开发和评估周期成为问题。

在单一材料制造商自行开发材料的情况下，很有可能会因“与其他材料不兼容”或“不适配设备制造工艺”等理由而被半导体制造商要求重新制作，这种情况屡见不鲜。本次，通过多家相关材料供应商联手开发产品和工艺，“可以减少返工，加快开发和评估”。（昭和电工材料，阿部秀则理事）。

昭和电工材料阿部秀则理事，统管JOINT2

（图片来源：昭和电工材料）

通过本合作，实际制作的原型材料的物性评估所需时间已经实现减半，正式运行后预计还将进一步缩短。减少返工能够降低成本，还能强化材料制造商向半导体制造商提案的能力，有助于提升成员供应商的地位和竞争力。

昭和电工材料的封装解决方案中心（川崎市）是本项目的基地，目前新建了超净室，正在搬入制造设备，预计将于2023年3月前正式投入使用。未来，该基地将用于制作功能材料的原型，进行电气和物理性能分析和评估，模拟热引起的翘曲，验证微细结构，进行不良分析等。

封装解决方案中心所在建筑物

（图片来源：昭和电工材料）

作为尖端封装技术研究机构，其投资额、工程师人数、超净室面积等方面均为“世界最大规模”（阿部）。从羽田机场到该中心的交通也十分便利，客户可以直接前往中心确认开发情况，与多个供应商进行讨论。

电极和布线的“微缩化”取得成果，性能进一步提升

要实现尖端封装，各企业存在共同的技术问题，JOINT2致力于开发和评估这些问题。例如，随着半导体集成度的不断提高，需要提高向芯片发送电信号的电极的密度，开发能够封装多个不同芯片的大型基板。2022年6月，JOINT2公布了“凸块（突出的连接电极）微缩化”、“布线微缩化”，以及“封装基板面积扩大化”这三项成果。

在凸块接合技术中，将凸块的直径微缩到了10µm（微米），凸块的功能是将安装有多个半导体芯片的中介层与封装基板进行电连接。经验证，该凸块可以连接间距宽20µm的电极，可以传输4倍于目前半导体封装的信号。

验证了使用微凸块的接合技术

(来源：昭和电工材料株式会社)

在布线微缩化方面，在树脂中阶层上制作了宽度细至1.5µm的铜线。经验证，与目前使用硅中阶层的技术相比，该方法能以低价格实现相同甚至更佳的性能。JOINT2还制作并验证了大型基板，其面积扩大至传统基板的三倍，以安装多个半导体和元件。据悉，今后还将进一步实现其微缩化。

在树脂中阶层上形成微细的布线，并验证了其性能

(图片来源：昭和电工材料)

与竞争对手合作，技术碰撞是关键

JOINT2还有一个特点，即在同一领域竞争的制造商之间合作进行开发和评估。除了昭和电工材料，其他材料制造商还包括东京应化工业、大日本印刷和味之素精细技术等企业。尖端封装技术的后道工序越来越复杂，相关材料的数量也在增加，因此材料、设备、基板等日本的优势技术之间的交流碰撞也变得更加重要。

JOINT2尽可能使技术成果归属于其开发企业，并尽量注意其不会成为各个企业商业化的制约。据悉，JOINT2还计划在未来建立相关材料的专利网络。

未来，随着AI（人工智能）和高性能计算（HPC）对最先进封装的需求增加，开发和评估速度需要比以往更快。“与其在狭窄的行业内相互对立，通过合作加速开发更为重要”是JOINT2的心声。

日本制造商在全球半导体材料市场上占有56%的份额，在全球范围具有很强的竞争力。在半导体行业，多年的知识和技术积累才是最重要的，因此进入这一行业的壁垒很高。但随着其客户，即日本半导体制造商的竞争力逐渐下降，获得技术反馈也越来越困难。

通过在日本为供应商构建联合开发体制，或可为日本吸引更多主要半导体制造商。事实上，包括昭和电工材料在内的许多JOINT2的成员供应商已经向台积电在茨城县筑波市建立的“TSMC日本3DIC研发中心”交付了部件和设备。从维持日本研发基础的角度来看，供应商合作同样具有重要作用。

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日本12家半导体材料制造商成立联盟，加快先进半导体材料开发