HBM封装缺它不行！国产Low-α球铝突破5ppb技术线

电子发烧友网综合报道，在芯片封装技术向HBM 4/5世代升级的浪潮中，一种名为Low-α球铝（低α射线球形氧化铝）的关键材料正从幕后走向台前。这种材料因其极低的铀、钍等放射性元素含量（通常控制在10 ppb以下），能够有效抑制α粒子引发的单粒子翻转问题，从而保障7nm及以下先进制程芯片的长期运行可靠性。
 
同时，其高球形度、优异导热性与电绝缘性，使其成为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）的核心组分。然而，长期以来，Low-α球铝的制备技术被日本企业牢牢垄断，尤其是日本雅都玛（Admatechs）等公司几乎主导全球90%以上的高端市场，中国在该领域长期处于卡脖子状态。
 
近年来，随着人工智能、高性能计算和国产芯片产业的迅猛发展，国内对Low-α球铝的需求呈现爆发式增长。在此背景下，加快Low-α球铝的国产化进程，已成为保障我国半导体产业链安全的战略任务。值得欣慰的是，经过数年技术攻关，国内部分企业已在该领域取得实质性突破。
 
在技术上，国内企业通过自主研发，已在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，部分企业甚至实现1ppb级控制。
 
这一指标已持平日本雅都玛的0.001C/cm² hr标准，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。
 
例如联瑞新材在技术与商业化进度领先，已量产多种规格Low-α球铝，放射性含量低于5ppb，产品覆盖0.1-10μm规格，且通过三星SDI、住友电工等一级供应商间接供货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。
 
天马新材依托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96%，目前该公司正在重点攻克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。
 
壹石通也在规划年产200吨Low-α球铝项目，不过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，其产品通过日韩客户（如三星SDI、住友电工）的多批次验证，但反馈显示下游大批量使用节奏较慢，主要因产业链验证周期长，达6-12个月，最长可能达到2年。
 
不过目前国内Low-α球铝行业也存在一些瓶颈，例如上游原材料需要使用到5N铝锭（99.999%以上），而国产5N铝锭的U/Th通常在5-20ppb，需要再经区域熔炼+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。
 
而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，而日本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球铝企业普遍采取进口高纯铝/氧化铝+国内球化复配的双轨策略。
 
整体来看，Low-α球铝仍属高门槛、小市场、快增长赛道，国内已完成从0到1的实验室/中试突破，正迈向1到10的规模化与客户端全面验证阶段。