中国粉体网讯  球形二氧化硅粉体是大规模集成电路封装的关键材料，如用于芯片封装的环氧模塑料和液体封装料等，随着全球电子信息产业的快速发展和5G等技术的不断提升，对电子产品轻薄短小、芯片的封装性能等提出了更高的技术要求，球形二氧化硅粉体也朝着粒径更小、性能优异的方向发展，微米级球形二氧化硅粉体已不能满足现有要求。

电子级纳米球形二氧化硅为何难产

球形二氧化硅粉体按照粒度分类，可以分为微米球形硅微粉（1~100μｍ）、亚微米球形硅微粉（0.1~1.0μｍ）和纳米球形二氧化硅粉体（1~100nm）等3种类型。

目前，电子级球形硅微粉的制备技术主要分为物理法和化学法。物理法主要为高温球化法，其制备的球形硅微粉球形度好、球化率高，适合大规模连续化生产，目前主要用于微米级球形硅微粉的产业化生产。然而，这种方法对石英原料的纯度和生产设备的性能有较高的要求，且制备过程中需要消耗大量能耗。

为了突破天然矿物的物理极限，化学合成法通过化学反应重构 Si-O 键，是实现高纯亚微米乃至纳米级球形二氧化硅粉体精准制备的优先方法，主要包括气相法、溶胶-凝胶法、沉淀法及VMC四大核心工艺。

气相法是利用挥发性硅化合物（SiCl₄或甲基三氯硅烷）在氢氧火焰中进行高温水解制备纳米球形二氧化硅，其优点是纯度极高、原生粒径为纳米级，缺点是难以制备单分散微球，多为聚集体，填充性较差且成本高昂，副产物HCl处理成本高，典型应用包括CMP抛光液磨料等。

溶胶-凝胶法是利用硅醇盐为前驱体，通过水解与缩聚反应制备纳米球形二氧化硅，其优势是纯度高、粒径分布窄、球形度好，缺点包括原料成本高、生产效率低，干燥和煅烧过程中纳米颗粒间易团聚难分散。

化学沉淀法是利用无机硅源为前驱体，酸化过程中硅酸盐发生水解与缩聚反应制备纳米球形二氧化硅，其优势包括成本较低，原料廉价易得、工艺设备简单，无能耗负担等，缺点是球形形貌难以控制，其纯度多依赖于原料的纯度，典型应用包括橡胶填料等。

VMC法最初是由日本雅都玛公司研发的。该技术利用金属粉体的燃烧反应来制造球形氧化物颗粒。当金属粉体被置于氧气流中并点燃时，由于反应产生的热量，生成的氧化物会变成蒸汽或液体，氧化过程中产生的热量又可用于进一步蒸发后续的金属，其优势包括简化生产工艺、节省能源，同时也不会产生有害副产品。蒸汽冷却后，就能得到所谓的“ADMAFINE球形颗粒”。其优点包括纯度极高、粒径可控、球形度极高。据雅都玛介绍，由于该产品颗粒之间没有强烈的粘附力，所以其分散性非常优异；由于颗粒尺寸分布较为均匀，因此也便于进行混合处理。

雅都玛高纯合成球形二氧化硅

VMC法是目前全球实际销售的亚微米球形硅微粉产品的主要制备方法，该方法长期被日美所垄断，并进行严格封锁，另外该方法使用的原料Si容易造成粉尘爆燃，存在安全隐患。

需要注意的是，以上几种化学合成法虽然都可以用于实验室制备高纯纳米级球形二氧化硅，但是实际上包括VMC法在内的化学法主要还是用于0.1~1.0μｍ的亚微米球形硅微粉的大规模生产。

而纳米级高纯球形二氧化硅粉体的产业化技术，被国外严格保密，日本雅都玛在官网上仅显示其纳米二氧化硅粉体是通过液相法制备而成的。据中国粉体网了解，液相法制备的纳米球形二氧化硅通常存在严重团聚的现象，即使后续各种破碎工艺也无法完全使纳米颗粒分散，达不到纳米级颗粒应用条件，如何解决纳米球形二氧化硅的团聚问题是目前纳米球形二氧化硅制备和应用的关键技术。

据中国粉体网了解，我国球形硅微粉龙头企业联瑞新材2025年半年报中提到公司正在深化纳米级球形二氧化硅等功能性先进粉体材料的研究开发及应用推广。

低放射性球形二氧化硅国产化已有突破

放射性元素的存在容易导致下游处理器、存储器等高端芯片工作时发生软误差的问题，为抑制α射线引发的芯片软错误，保障大规模和超大规模集成电路可靠性，须严控铀、钍含量及α粒子发射率（行业α射线发射率＜0.001 cph/cm²），相关要求随着芯片集成度提升而趋严，超高端电子级硅微粉更是要求U+Th含量<1ppb，磁性异物含量<10ppb。因此，高纯低放射性球形二氧化硅粉体成为近年来研究的热点。

但该产业技术壁垒高，主要技术及其工业化产品集中在美国和日本。联瑞新材在其招股说明书中指出，公司部分产品在球化率、球形度、磁性异物指标方面已达到国外厂商同类先进产品的水平，但是公司产品在Lowɑ（低放射性）控制方面与日本厂商仍存在一定的差异，公司正在研究并掌握原料优选、工装设计、环境控制等方面的放射性元素控制关键技术，实现Lowɑ（低放射性）球形硅微粉的规模化生产，从而不断缩小在该方面与日本等厂商的差距。

联瑞新材2025年半年报显示，该公司持续推出多种规格、低CUT点、表面修饰的Lowα微米/亚微米球形二氧化硅，其中微米级和亚微米级球形二氧化硅、低放射性球形二氧化硅等产品已销售至行业领先客户，可以说是打破了国外在该领域的技术封锁，实现了这一卡脖子技术的国产化。

小结

目前，电子材料行业中关键功能性填料球形二氧化硅粉体产品的全球生产厂商以日本、韩国等发达国家为主导，具体生产企业主要包括日本的四大硅微粉生产厂商，即日本电化株式会社、日本龙森公司、日本新日铁公司和日本雅都玛公司（该公司垄断了1微米以下的球形二氧化硅粉体市场）。

虽然我国在半导体封装用二氧化硅微粉生产领域已有多家规模化生产企业，且球形二氧化硅微粉产能产量规模已实现全球领先，同时国内领军企业已在Lowα亚微米球形二氧化硅国产化方面实现了突破，但是低α射线纳米球形二氧化硅这种超高端材料目前仍处于研究开发及推广应用的冲刺攻坚阶段。

参考来源：

[1]联瑞新材2025年半年报、联瑞新材招股说明书

[2]李晓冬等：亚微米球形硅微粉的制备技术研究进展，江苏联瑞新材料股份有限公司

[3]李晓冬等：高纯低放射性球形硅微粉的制备与性能，江苏联瑞新材料股份有限公司

[4]孙红娟：集成电路用电子级硅微粉的制备技术及应用，西南科技大学

[5]国家标准《集成电路封装用低放射性球形氧化硅微粉（GB/T 46381—2025）》

（中国粉体网编辑整理/平安）

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