国产Low-α球铝突破5ppb技术线：HBM封装关键材料的新进展

2025-11-16

电子发烧友网综合报道，在芯片封装技术向HBM 4/5世代升级的趋势下，一种名为Low-α球铝（低α射线球形氧化铝）的关键材料逐渐受到关注。这种材料因铀、钍等放射性元素含量极低（通常控制在10 ppb以下），能有效抑制α粒子引发的单粒子翻转问题，保障7nm及以下先进制程芯片的长期运行可靠性。

同时，它具有高球形度、优异的导热性与电绝缘性，是HBM、2.5D/3D封装、系统级封装（SiP）等先进封装技术中环氧塑封料（EMC/GMC）的核心成分。不过，长期以来，Low-α球铝的制备技术被日本企业垄断，像日本雅都玛（Admatechs）等公司占据全球90%以上的高端市场，中国在该领域一直面临困境。

近年来，随着人工智能、高性能计算和国产芯片产业的快速发展，国内对Low-α球铝的需求急剧增加。在此情况下，加快Low-α球铝的国产化进程，成为保障我国半导体产业链安全的重要任务。令人欣喜的是，经过多年技术攻关，部分国内企业在该领域取得了实质性突破。

在技术方面，国内企业通过自主研发，在Low-α球铝的核心技术指标上实现突破，关键参数达到或优于国际主流水平。例如，成功将铀（U）、钍（Th）含量降至5ppb以下，部分企业甚至能实现1ppb级控制。

这一指标与日本雅都玛的0.001C/cm² hr标准持平，可有效避免α射线导致的芯片软错误，满足HBM4等高端封装对零干扰的需求。

比如联瑞新材在技术和商业化进度上较为领先，已量产多种规格的Low-α球铝，放射性含量低于5ppb，产品规格覆盖0.1 - 10μm。该公司通过三星SDI、住友电工等一级供应商间接供货给SK海力士、英伟达等国际客户，2024年Low-α球铝出货量同比增长超300%，2025年获得境外客户批量订单，成为国内少数实现Low-α球铝出口的企业。

天马新材凭借二十余年氧化铝研发经验，自主开发的Low-α球铝已完成中试，铀/钍含量＜5ppb，球形度达96%。目前，该公司正重点攻克16层HBM封装所需的高导热Low-α球铝技术，预计2026年启动量产验证。

壹石通规划了年产200吨Low-α球铝项目，但目前仍处于产线调试与客户送样验证阶段，尚未实现批量生产。其产品通过了日韩客户（如三星SDI、住友电工）的多批次验证，但下游大批量使用节奏较慢，主要原因是产业链验证周期长，为6 - 12个月，最长可能达2年。

不过，目前国内Low-α球铝行业也存在一些瓶颈。例如，上游原材料需使用5N铝锭（99.999%以上），而国产5N铝锭的U/Th通常在5 - 20ppb，需经区域熔炼 + 偏析或三层液二次电解才能降到1ppb以下。目前，只有新疆众和、包头铝业、上海交大—交大材料院等具备1ppb级小批量试产能力，合格收得率＜30%，成本是常规5N的2 - 3倍。

国际高纯铝巨头如挪威海德鲁（Hydro）可将金属铝中U/Th稳定控制在0.3 - 0.5 ppb，日本Denka则在高纯氧化铝端具备同等控制能力。相比之下，国产1ppb级铝原料仍处于小批量试产阶段，成本高、收率低，因此高端Low-α球铝企业普遍采用进口高纯铝/氧化铝 + 国内球化复配的双轨策略。

总体而言，Low-α球铝仍属于高门槛、小市场、快速增长的赛道。国内已完成从0到1的实验室/中试突破，正迈向从1到10的规模化与客户端全面验证阶段。

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