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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划贺利氏招远(常熟)电子材料有限公司黄金工业应用领域投资研究报告一、黄金在工业领域的应用概况制造首饰和金币作为黄金传统的工业应用存在已有数千年的历史，在现代工业技术革命的推动下，黄金的工业应用领域的范围和深度都得到了进一步的发展，如今黄金的工业应用涵盖了首饰制造业、电子仪表业、航天航空业、材料工业、核工业、化学工业、医药医疗等多个领域。自XX年至XX年，黄金年均在工业领域的用量约为吨，其中最高年份为XX年的3372吨，但随着近两年中黄金价格的持续攀升和经济危机形势下对于黄金货币化投资需
2、求的增长，黄金在工业领域中的应用规模受到了一定程度的压缩，在XX年达到最低水平，仅为2224吨，但在XX年中工业用金量回升至2484吨。从黄金工业化应用领域进行分析，黄金首饰用金量占比最大，在近十年中占工业用金总量的%，其次为电子工业，其占比约为%，剩余的其他工业和装饰品、牙科的用金占比约为%。在我国，黄金在工业领域的使用为年均总供给量的%，其中首饰制造业占第一位，为%；金条加工业居第二位，占%；电子工业及装饰业用金占%，为第三位，金币制造业用金量占%，居第四位。总体而言，无论全球平均情况，还是我国的工业用金情况，工业用金量每年都占总供给量的70%以上，而且都超过了矿山年产黄金的数量，两者的比
3、值近十年全球平均值为:1，我国近三年平均值为:1，这说明每年都有大量存量黄金进入市场，需要进行再加工。从产业投资角度进行分析，尽管受金价上涨以及全球经济形势的影响，近三年全球黄金的工业应用规模有所下降，但随着黄金应用技术的不断发展和经济形势逐步向好，黄金在工业领域的应用将会恢复甚至超过前期的规模。另外，通过对黄金应用的比重和趋势进行分析，我们可以发现尽管目前黄金首饰仍然是最大的用金领域，但电子工业无论在比重还是总量上都保持着上涨的态势，且并未受到黄金价格和经济形势等外部环境影响，因此对黄金电子工业应用领域更加具有投资价值，符合招金集团未来发展的需要。二、黄金在电子工业中重点产品的应用电子工业用
4、金是仅次于首饰制造业用金的第二大用金领域。近20年来，随着电子工业的发展，电子工业用金的需求量一直呈现上升趋势。电子工业用金量与电子工业的发展状况密切相关。近十年最高年份超过300吨，而低的年份不足200吨。XX年至XX年的十年间，年均需求量为吨，占全球总需求量的%。XX年我国电子工业用金量为吨，居全球第六位。黄金是电子工业必不可少的原材料，目前还没有另外一种金属可以完全取代黄金在电子工业中的应用。黄金在电子工业中的应用主要有以下几个方面：导线、焊料、浆料、超导、镀金。我们重点调研了金丝、金膏和金浆三种产品的生产和市场状况，并对其中主要生产企业和潜在投资对象进行了资料收集。金丝1、简介金丝主要
5、是指直径1mm以下的丝状黄金，金线是以金和金合金为胚料，通过拉制而成的成盘线制品，通常认为金丝和金线之间没有本质上的区别，从功能上均以在集成电路的导线连接为主，在此统一对其进行分析。金丝在集成电路中是作为焊接材料将半导体芯片与外部连接起来，主要作为半导体关键的封装材料，所以金丝又被称为键合金丝。在半导体封装中，实现芯片与外界电连接有各种方法，其中引线键合是最主要的技术手段，目前90%的芯片互连均采用引线键合技术，前述的“金丝”即是键合丝。2、市场状况目前日本是全球键合丝的主要生产国，其技术研发能力以及产品的种类、产量、质量均居世界前列，XX年日本键合金丝产业全球市场占有率高达80%。随着全球其
6、他地区键合丝行业的快速发展，其市场占有率有所下降，XX年为%，主要生产企业包括田中电子工业、住友金属矿山、日铁微金属、三菱综合材料等，其中田中电子工业株式会社是目前全球最大的键合丝制造商。欧美主要键合丝制造商包括德国贺利氏控股集团、美国库力索法公司、美国SPM公司等，市场占有率为%。亚洲主要生产企业包括韩国MK电子、韩国Heesung及台湾钰成金属等，市场占有率为%。资料根据中国电子材料行业协会的统计，XX年我国键合丝总的需求量较上年有较大增长，键合金丝XX年产量达到28吨，比XX年增长12%。国内生产的键合丝供应量占总需求量的90%以上，国内厂商所产金丝能够为国内市场所消化。从供求关系来看，
7、目前我国生产键合丝已经能够满足国内中小规模集成电路和分立器件的需求，但大规模、超大规模集成电路用键合金丝仍需大量进口。从产品规格来看，近年来由于黄金价格不断上涨，加之工艺技术的提升，键合金丝正向微细化方向发展，直径小于25微米的超细键合金丝市场规模已由XX年的33%提高到XX年的45%，预计未来还将得到进一步的提高。3、技术发展趋势金丝金线的技术与工业化生产起源于美国，之后在日本、欧洲有较大的发展。作为半导体封装专用材料，键合丝行业与半导体行业密不可分，尽管黄金价格昂贵，但由于其出色的导热、导电、机械性能和化学稳定性，金丝作为半导体封装材料目前尚不能被完全替代。半导体行业达富电脑有限公司波司登
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12、的基本过程和影响因素、铜丝的织构等，并简要介绍了国内外关于键合铜丝的部分专利，最后对目前键合铜丝所面临的一些困难作了总结，并指出了今后研究的方向。1键合丝键合丝主要应用与晶体管、集成电路等半导体器件和微电子封装的电极部位或芯片与外部引线的连接。虽然现在有不用键合丝的键合方法，但目前90%的IC的产品仍以键合丝来封装。键合丝焊接点的电阻，在芯片和晶片中所占用的空间，焊接所需要的间隙，单位体积的导电率，键合丝的延展率，化学性能，抗腐蚀性能和冶金特性等特性必须满足一定的要求才能得到良好的键合特性。具体来说，用于键合的键合金属丝应该具有如下特性：尺寸精度要高且均匀、不弯曲；表面光洁，没有沾污，没有伤痕
13、；具有规定的拉断力和延伸率；焊接时焊点没有波纹；球焊时熔球的正圆度要高1。元素周期表中过渡族金属元素中，金银铜铝等四种金属元素具有较高的导电性能，同时兼有上述性能，可以做为集成电路微电子封装用的键合丝。表1列出了这四种金属材料的基本性质，包括电导、热导、弹性模量等。表1金银铜铝基本性质比较。超大规模集成电路引线键合，使用最多的导电丝材料是金丝。键合金丝是指纯度为%，线径为1850?m的高纯金合金丝，通常采用球焊-楔焊方式键合，并常用于塑料树脂封装。键合金丝直径一般在2050?m之间，由于大部分使用在高速自动键合机上，最高速焊机每秒可完成710根键合线，因此要求金丝具有均匀稳定的机械性能和良好的
14、键合性能。为适应自动化规模生产，同时要求每轴丝的长度在300，500或1000m，国外的微细丝已达到XXm，甚至3000m。国内主要的生产研制单位有4家：山东贺利氏招远贵金属材料有限公司，常熟特种电子材料厂，昆明贵金属研究所，北京有色金属与稀土应用研究所等，年供应金丝量约1800kg。在陶瓷外壳封装的高可靠集成电路中,多采用铝丝(含有少量的硅或镁)作为键合引线材料。因为铝丝具有良好的导电导热能力和抗蚀性，易于与集成电路芯片的铝金属化布线形成良好的键合,并且很稳定,也易于拉制成细丝,且价格比金丝便宜得多。目前硅铝丝主要有日本田中公司(新加坡)生产的硅铝丝,该公司生产的硅铝丝基本能满足应用。国产硅
15、铝丝的主要问题是硬度不一,表面氧化层过厚等,不能获得高质量的键合引线。由于工艺条件限制,国内目前尚无大批量生产的工厂。铜键合丝由于其高的电导率，优良的力学性能和热学性能，在很大程度上提高了芯片频率和可靠性，适应了低成本、细间距、高引出端元器件封装的发展，成为替代传统键合丝的最佳材料。目前，只有日本、美国、瑞士等少数几个国家能开发出铜键合丝产品，而我国对铜键合丝研究尚处在实验研究阶段。2在目前的集成电路封装中，键合金丝占据着绝大部分，键合铝丝也只占了很少一部分。据一份XX年的统计显示3，铝线键合封装只占总封装的5%，而铜线键合封装才占不到1%的份额。尽管铜线封装占据着很少的市场份额，但是由于其低
16、廉的封装成本和优良的封装特性，现在对其的研究不断增加，并取得一系列重要进展，有望在将来称为市场的主流键合用丝。2铜键合丝铜键合丝的优势铜键合丝的成本引线键合中使用的各种规格的铜丝，其成本只有金丝的1/31/10。铜键合丝的力学性能键合丝的力学性能，即丝的破断力和伸长率对引线键合的质量起关键作用，具有较高破断力和较好伸长率的丝更利于键合。高的破断力能使丝抵抗一定的机械应力，好的伸长率使键合丝在打线键合时的成弧性好，一致性好，无塌丝现象，从而提高半导体器件的可靠性。由表2可以看出，铜丝与同规格的金丝(%)相比有优良的力学性能4，它具有高的伸长率和破断力，这样在模压和封闭过程中可以得到优异的球颈强度和较高的弧线稳定性。并且在满足相同焊接强度的情况下，可采用更小直径的铜
