鳳凰山腳下，深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院（簡稱“電子材料院”）的展廳內(nèi)擺放著幾瓶“神奇膠水”。它看似平常無奇，卻已從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化應用，替代了以毫升計價、價格高昂的進口產(chǎn)品，在芯片加工過程中發(fā)揮關鍵作用。

電子材料院團隊研發(fā)的臨時鍵合材料，可以支持百微米及以下的超薄芯片加工，并且與國外同類產(chǎn)品相比具有更高的耐熱性和耐化性，可在160℃實現(xiàn)低溫解鍵合，打破了國外長期壟斷。 

中國科學院深圳先進技術研究院材料所所長、電子材料院院長 孫蓉近日在接受記者采訪時表示，深圳電子材料院是中國科學院深圳先進技術研究院（簡稱“深圳先進院”）和深圳市寶安區(qū)人民政府于2019年合作共建的深圳市十大基礎研究機構之一。

今年，該院建成我國首個集成電路高端封裝材料“理化-檢測-中試-驗證”全閉環(huán)平臺，可全面支撐國內(nèi)相關企業(yè)的材料驗證需求，加速關鍵核心技術材料產(chǎn)業(yè)化進程。

電子材料院成立于2019年，是中國科學院深圳先進技術研究院（簡稱“深圳先進院”）和深圳市寶安區(qū)人民政府合作共建的深圳市十大基礎研究機構之一，也是寶安區(qū)首家應用型基礎研究機構。

近年來，新能源汽車普及率提高、ChatGPT火爆等等，都對電子元器件的小型化、多功能化、大算力都帶來更多需求。盡管高端先進電子封裝材料產(chǎn)業(yè)前景強大，但絕大部分關鍵電子封裝材料被日本、美國、德國等發(fā)達國家壟斷。

2006年加入中國科學院深圳先進技術研究院的孫蓉，2008年帶領團隊參與國家科技部“02專項”（全稱“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項），從此深耕集成電路封裝材料領域，一邊研究材料，一邊服務產(chǎn)業(yè)，十幾年來參與、見證了我國先進電子封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 中國科學院深圳先進技術研究院材料所所長、電子材料院院長孫蓉。

電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達的深圳，近年在先進電子材料領域加強前瞻布局。

2018年，深圳先進院材料所由中國工程院原副院長干勇院士和深圳先進院院長樊建平為其揭牌。

2019年4月，在第一屆粵港澳大灣區(qū)先進電子材料高峰論壇上，深圳先進院與寶安區(qū)人民政府簽署了共建電子材料院的合作協(xié)議。

2019年5月，電子材料院迅速揭牌成立，并宣告開始運作。

2020年底，電子材料院正式入駐鳳凰山腳下的龍王廟智造小鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)園，成為寶安區(qū)首家應用型基礎研究機構。

4年來，電子材料院團隊圍繞電子封裝材料中的基礎科學問題開展攻關，累計發(fā)表論文493篇，其中SCI論文326篇，EI 論文160篇，并且在2022年度國際頂級封裝會議期刊（ICEPT）會議論文接收待收錄78篇，數(shù)量位居全國第一；累計申請專利277件（授權38件），PCT專利16件；牽頭承擔和參與94項國家級、省部級、市級科研項目的研究工作，承擔先進電子封裝材料國家地方聯(lián)合工程實驗室、中科院-香港中文大學高密度電子封裝材料與器件聯(lián)合實驗室、廣東省高密度電子封裝關鍵材料重點實驗室等多個平臺的建設。

除了立足于基礎科學問題的解決，電子材料院團隊還與下游用戶企業(yè)進行緊密合作，探索先進電子封裝材料規(guī)模化穩(wěn)定生產(chǎn)工藝，推進技術成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。該院歷經(jīng)多次試錯開發(fā)出的激光解鍵合和熱滑移解鍵合臨時鍵合材料，均通過多家行業(yè)龍頭封裝客戶的工藝驗證，并成功導入產(chǎn)線，通過合作企業(yè)深圳市化訊半導體材料有限公司實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)和銷售，供應國內(nèi)龍頭企業(yè)。

電子材料院研發(fā)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的臨時鍵合膠。

電子材料院副院長張國平介紹:“如果沒有臨時鍵合材料的支撐，超薄芯片在加工過程中的破損率將會提高，導致單顆芯片的成本上升，最終難以實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。國內(nèi)芯片廠商使用的臨時鍵合材料長期依賴進口，而這款材料是芯片生產(chǎn)企業(yè)急需的。”

孫蓉告訴記者:“為什么要在前線打產(chǎn)品仗？我們是為了發(fā)現(xiàn)真正的基礎研究問題。要在先進電子封裝材料領域想領先，就必須從基礎研究做起，但基礎研究不是拍腦袋做的，真正在市場上打幾場仗，才能知道真正的需求在哪里。”

4年來，電子材料院秉承“需求牽引，市場（應用）決定技術”的原則，圍繞集成電路產(chǎn)業(yè)先進封裝的關鍵電子材料開展研發(fā)，目前重點布局晶圓級、芯片級、系統(tǒng)級關鍵電子封裝材料，致力于實現(xiàn)高端電子封裝材料的產(chǎn)業(yè)化。今年初，“電子材料院在集成電路相關電子化學品領域取得良好進展”還被寫入2023年深圳市政府工作報告。

孫蓉告訴記者，攻破關鍵核心技術的進展是緩慢的，不可能一蹴而就。經(jīng)過十多年積累，電子材料院除了此前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的兩款臨時鍵合膠，今年預計還有兩個材料實現(xiàn)商品化。

電子材料院研發(fā)的芯片級底部填充膠。

科研成果實驗室走向產(chǎn)業(yè)化應用固然重要，但孫蓉更為看重的是，打造一個集成電路高端封裝材料的“理化-檢測-中試-驗證”全鏈條閉環(huán)平臺，打通材料應用“最后一公里”，從而加速高端電子封裝材料的產(chǎn)業(yè)化。

如今，電子材料院位于寶安區(qū)的4.3萬平方米園區(qū)中，已建成先進電子封裝材料“研發(fā)-檢測-中試-驗證”全鏈條平臺，這也是成為國內(nèi)首家覆蓋理化實驗、分析檢測、中試放大、工藝驗證全流程先進電子封裝材料公共服務平臺。

電子材料院2023年建成國內(nèi)首個先進電子封裝材料“研發(fā)-檢測-中試-驗證”全鏈條閉環(huán)平臺。

據(jù)張國平介紹，團隊每研發(fā)出一版樣品，都需要驗證其是否可用，而這一環(huán)節(jié)曾經(jīng)是團隊面臨的瓶頸。在很長一段時間內(nèi)，他的日常工作是研發(fā)、送樣、等待驗證、繼續(xù)研發(fā)。“過去，國內(nèi)沒有公共封裝材料驗證平臺，只能依賴量產(chǎn)代工企業(yè)空余機時的寶貴測試機會。經(jīng)常在長達兩三個月的時間內(nèi)，我們一邊優(yōu)化樣品，一邊等待檢測方的一句Yes or No。”

如今，科研人員不出園區(qū)就可以完成理化、檢測、中試、驗證等各類工作，有望大大縮短高端電子材料的研發(fā)周期。

該平臺包含倒裝封裝試驗線和晶圓級封裝試驗線，配合理化實驗、中試放大以及分析檢測平臺，構建從原材料檢測到成品分析、器件研制、失效分析的封裝材料全流程公共服務平臺，形成封裝材料研發(fā)閉環(huán)，可加速高端電子封裝材料的產(chǎn)業(yè)化。

孫蓉告訴記者:“深圳的創(chuàng)新環(huán)境非常好，科技政策寬松，對科研機構支持力度很大。得益于這樣寬松的環(huán)境，以及良好的市場氛圍，我們團隊堅持攻堅集成電路封裝材料基礎研究和產(chǎn)業(yè)化17年，打下了良好的基礎，并在寶安區(qū)人民政府支持下，在福永建立了電子材料院，建起了全流程先進電子封裝材料公共服務平臺。”

據(jù)介紹，在電子材料院建立之初，寶安區(qū)不僅給予資金支持，還放手讓科研團隊主持龍王廟園區(qū)裝修，讓“用家”自主地按照實際需求打造實驗室，無論硬件還是軟件方面都達到國際先進水平。最終，電子材料院成功搭建了貫穿“研發(fā)-檢測-中試-驗證”環(huán)節(jié)的公共技術平臺。

孫蓉表示，希望利用該平臺聯(lián)合頭部企業(yè)共同開展研發(fā)、中試、驗證工作，破除技術孤島，將科研成果應用至產(chǎn)業(yè)中去，打通科技成果轉(zhuǎn)化的梗阻，使創(chuàng)新成果更快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。

實現(xiàn)高水平科技自立自強，加快建設制造強國，必須堅持創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、人才鏈一體部署，推動深度融合。

在孫蓉看來，科技自立自強需要科學家、企業(yè)家的“雙向奔赴”，產(chǎn)業(yè)界要真正能夠做有關鍵核心技術的高端制造業(yè)，科研機構也要精準找到企業(yè)在向高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型過程中的有關基礎研究的需求，一方主動提問題，一方主動找問題并解決。

正如樊建平曾指出的:“基礎科研和產(chǎn)業(yè)化可以螺旋式迭代、牽引，從產(chǎn)業(yè)端誕生的需求可以牽動基礎科研，基礎科研也可以推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而更有利于實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)化。”

近年來，電子材料院團隊已實現(xiàn)專利技術轉(zhuǎn)讓6000余萬元，孵化高端電子封裝材料企業(yè)2家，建立企業(yè)聯(lián)合實驗室4個，并與多家行業(yè)內(nèi)相關龍頭企業(yè)簽訂合作框架協(xié)議。

值得關注的是，電子材料院所處的寶安區(qū)，是我國電子信息產(chǎn)業(yè)大區(qū)，國家級專精特新“小巨人”企業(yè)數(shù)量穩(wěn)居全國區(qū)縣第一，國家高新技術企業(yè)數(shù)量連續(xù)6年全國區(qū)縣級第一。

孫蓉告訴記者，寶安有良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，甚至可以說是臥虎藏龍，不乏一些電子陶瓷領域的“隱形冠軍”。“這里的產(chǎn)業(yè)氛圍和產(chǎn)業(yè)基礎可以為我們的成長提供肥沃的土壤，而寶安也非常需要科研機構來支撐產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，這樣我們雙方一拍即合。”

以深圳為中心，電子材料院吸引骨干企業(yè)在寶安建立研發(fā)中心、公司，由此建立產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新機制，打造綠色生態(tài)圈。目前，該院周圍已經(jīng)聚集多家與之相關的企業(yè)，有需求過條街就能溝通，未來將進一步構建以電子材料院為核心的半導體產(chǎn)業(yè)園區(qū)，推動集成電路材料、電子信息材料、5G材料產(chǎn)業(yè)的協(xié)同與集群發(fā)展。

孫蓉認為，在中國超大市場的需求牽引下，電子材料院結合市場需求進行創(chuàng)新，以建成國際一流的電子封裝材料技術研發(fā)與轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化平臺為目標，有信心從“跟跑”“并跑”到“領跑”。