比頭發還細1/3,這家煙臺企業打破壟斷研發出芯片“黃金血管”
煙臺一諾電子公司專注新型半導體材料研發生產,讓真金白銀助力“中國芯”
4米的黃金棒材拉伸到640公里
黃金不僅具有貨幣屬性,是財富的象征,還是一種重要的半導體材料,在芯片封裝、LED照明、航空航天、通信、汽車電子等領域有著廣泛應用。位于黃渤海新區的煙臺一諾電子材料有限公司,專注于金銀銅鋁鍵合絲的生產近20年,取得多項革命性突破,讓真金白銀助力“中國芯”。
“這根黃金棒材直徑是8毫米,長4米,通過多次拉伸后直徑可以達到20微米,長度達到640公里。這相當于煙臺到南京的直線距離。”6月11日,記者走進煙臺一諾電子材料有限公司生產車間,公司總經理助理林素素隔著玻璃介紹起黃金的“變身”:“一根頭發的直徑大約是70微米,金絲的直徑不足頭發的三分之一。”
20微米還不是極限,公司最細可以拉出9微米的鍵合金絲。這些金絲將被用于連接半導體芯片與引線框架或基板電極,實現芯片與外部電路的電氣連接。
黃金用作健合金絲最大的特點是穩定,不易被腐蝕、氧化,缺點是導電性不如銀、銅,價格昂貴。隨著芯片尺寸越來越小,鍵合金絲越拉越細,黃金的缺點也更加顯現。2013年,一諾解決了銀離子遷移的難題,在全球首次研發成功鍵合銀絲,這是一項轟動性的技術創新。
“這些年,研發最難的產品是金鈀銅絲,它的工藝更為復雜。”一諾公司研發經理祝海磊,提起金鈀銅絲的研發還是記憶猶新。
銅的導電性良好,但是在空氣中容易氧化,生成銅綠。工程師們準備在銅外邊電鍍一層鈀,鈀可以顯著降低氧化風險,但其硬度高且容易吸收氫。所以要在鈀外邊再鍍一層金。這樣既能解決氧化的問題,又在導電性、可靠性和成本之間實現了很好的平衡。
金鈀銅在半導體封裝中占到50%以上,但國內90%到95%的需求依靠進口。為了加快實現國產替代,一諾公司2018年抽調業務骨干成立攻堅小組,沒有成熟技術可供參考,都要靠自己摸索。
“鈀、金都是貴金屬,研發成本很高。”祝海磊告訴記者,一槽電鍍液要加進去100多克鈀,成本就是4萬多。驗證不成功,就要重新更換,研發花錢如流水。“一次次實驗不成功,心理壓力非常大。”
公司董事長、總經理林良經常到實驗室給大家打氣:“不要緊,再換,繼續搞。”“不要緊”是林良的口頭禪,寬容失敗讓企業獲得一個個成功。
實驗有4個階段,每個階段都要做幾十組實驗,尋找最合適的方案。從2018年開始,攻堅小組做了300多次實驗,終于在2023年實現了技術上的突破。
作為一家高新技術企業,一諾公司研發投入占比達到銷售收入的7%。2024年,一諾電子為半導體企業生產了30多億米的鍵合絲,可以繞地球75圈,這一長度在全國排第一。
(大眾新聞·大眾日報記者 從春龍)


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