PSPI图案加工工艺相较PI更加简单，图源：网络
PSPI的工艺流程图：PSPI的加工通常涉及涂覆、曝光、显影和固化等步骤。这种加工流程相较于传统的非光敏聚酰亚胺材料更为简便，能够在无需复杂光刻设备的情况下，实现精细图案的快速制造。图源：Toray
一、PSPI的分类
类似于传统光刻胶，光敏聚酰亚胺（PSPI）可分为正性(p-PSPI)和负性（n-PSPI)两种类型。正性PSPI在紫外光照射后可溶解于显影剂，而负性PSPI在光照后交联变得不溶。正性PSPI相较于负性PSPI在光刻时容易去除曝光区域，减少污染引起的错误，并提供高分辨率的图案，是未来PSPI的发展趋势。
正性PSPI在紫外光照射后可溶解于显影剂，而负性PSPI在光照后交联变得不溶。正性PSPI相较于负性PSPI在光刻时容易去除曝光区域，减少污染引起的错误，并提供高分辨率的图案，是未来PSPI的发展趋势。根据感光原理以及合成工艺不同，可将正负性PSPI进一步细分为若干类型。
负性PSPI根据结构特点及合成工艺的不同可分为：酯型 PSPI、离子型PSPI、自增感型PSPI。
正性PSPI的研究相对于负性PSPI较晚，但是正性PSPI在光刻精度和环境友好性等方面均有更好的优良性能，目前种类有：含邻硝基苄酯型PSPI、含邻叠氮萘醌的PSPI。
近年来国内外有关光敏聚酞亚胺的研究逐渐增多，目前的研究热点有:
（1）可溶性PSPI的研究：通过在PSPI的分子链中引入柔性基团，如醚键，或引入大的侧基，如含氟取代基、硅氧烷取代基，或采用非共平面结构的二胺或二醉单体，或通过共聚破坏分子链的对称性和规整度都可以增加PSPI在有机溶剂中的溶解性能。
（2） 功能性PSPI的研究：通过在PSPI的分子结构中引入某些特殊的基团可 制备出具有低膨胀系数、低吸湿率、高透明的PSPI材料。目前有机硅改性和含氟 PSPI具有较好的粘附性和柔韧性，较低的吸湿率、介电常数小等优点，但由于含氟型树脂价格昂贵而限制了它的应用。与此同时，有机硅改 性和含氟的PSPI 其耐热性能较非改性的PSPI不同程度的有所下降。
二、PSPI细分应用
OLED显示：PSPI主要用于顶发射AMOLED产线中，可以作为平坦层（Planarization，PLN）、像素界定层（Pixel Defining Layer，PDL）和隔离柱（Spacer）等使用。 集成电路：PSPI通常作为缓冲层、钝化层或用于多层互连结构的平坦化层，其主要功能是保护集成电路的特定区域不受外力影响。 多芯片封装：伴随光刻技术的发展和芯片布线及封装技术的创新，现代封装技术要求单个半导体芯片能够连接至其他芯片的输入输出通路， 这就需要在封装阶段进行精密的再布线(RDL)工作。在这些金属导线与芯片单元之间，PSPI被视作最常用的绝缘介质材料，不仅为封装提供必要的电气、机械和热性能，还能实现高分辨率的图案化，是RDL过程中的关键材料。因此特性，PSPI光刻胶在先进封装工艺中普遍应用，是一种核心耗材，有望充分受益于先进封装行业的发展。 微机电系统（MEMS）：PSPI已经成为微机电系统制造中理想的层间和金属线间的介电绝缘材料以及MEMS系统组件构筑的结构材料。 航空航天隔热材料及绝缘材料。
PSPI应用示例，图源：Toray
根据GlobaInfoResearch整理研究显示：2023年，全球PSPI市场规模达到了5.28亿美元，预计2029年将达到20.32亿美元，年复合增长率(CAGR)为25.16%。
全球PSPI的核心厂商有Toray、Fujifilm Electronic Materials、HD Microsystems、Asahi Kasei和SK Materials等，前五大厂商占有全球大约95%的份额。日本是最大的市场，占有大约88%份额，之后是美国和韩国，分别占有5%和4%的市场份额。产品类型而言，正性PSPI是最大的细分，占有大约65%的份额，针对下游来讲，显示面板是最大的下游领域，占有90%份额。
PSPI中国专利的申请数量变化趋势，图源：《绝缘材料》-光敏聚酰亚胺中国专利技术分析
目前，PSPI最大的用户是英特尔。英特尔在制造中央处理器和图形处理器晶圆时都要使用，而且仅使用PSPI来制造表面钝化层。由于此类处理器都要采用倒装芯片的封装形式，因此英特尔使用PSPI作为介质来制造凸点或铜柱类的微细连接再布线层。
CoWoS先进封装关键材料和供应商，图源：SEMI VISION
Toray是一家总部位于日本的跨国化学公司，成立于1926年，是世界领先的合成纤维和纺织品制造商之一。Toray在高性能材料处于领导地位。除此之外，Toray还在塑料和化学品、IT相关产品、生命科学以及其他众多领域颇有建树。Toray是全球中正性PSPI产品市场化最成功的企业之一，其正性产品被应用在微电子封装、光电子封装等多个领域。2022年，Toray在全球PSPI市场中的份额达34%。
Fujififilm Electronic Materials是半导体和显示行业的领先材料供应商。1983年，富士胶片与美国Philip A. Hunt Chemical Corporation合资成立了Fuji-Hunt Electronics Technology Co., Ltd（现为FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd.）。公司开始进口和销售光刻胶，随后开始生产光刻胶和液晶显示器的彩色滤光片材料，从而推动了电子材料业务的发展。
HD Microsystems成立于1997年，是一家化学材料供应商，由美国杜邦公司和日立化学公司（现为Resonac）合资成立。它专注于高性能的聚酰亚胺产品，广泛应用于微电子行业，尤其是在芯片封装和封装衬底的介电材料领域。
Asahi Kasei是一家日本综合化学公司，产品包括化学品和材料、建筑材料、纤维制品和电子相关材料。Asahi Kasei的电子材料业务包括半导体制造过程中使用的高纯度化学品、光刻胶、清洁剂和其他精细化学品在内的日化品产品。Asahi Kasei在台积电举办的2024年供应链管理论坛上，凭借感光聚酰亚胺材料荣获“2024年台积电优秀表现奖”，以表彰其“在先进封装领域的卓越技术协作与生产支持”。
SK materials的前身是OCI Materials， 2015年11月，SK以4816亿韩元收购了OCI旗下OCI Materials 49.1%的股权，更名为SK Materials，由此跨足半导体材料市场。OCI Materials是韩国半导体与面板材料业者，于1982年在韩国庆尚北道荣州成立，主要生产销售半导体与面板制程使用的特殊气体三氟化氮(NF3)等产品，之后被OCI收购后快速成长，并且已在该领域成为全球首屈一指企业。
湖北鼎龙控股股份有限公司（简称“鼎龙股份”）创立于2000年，总部位于湖北武汉，依托科技创新和产业整合，布局光电半导体材料、打印复印通用耗材全产业链。2023 年公司显示材料收入1.74亿元 （同比+267.82%），半导体封装材料方面，根据 2023 年年报，公司已布局7款半导体封装PI，覆盖非光敏PI、正性和负性PSPI，已送样5款，客户覆盖前道晶圆厂和后道封装企业，在2024年上半年内完成部分产品的验证并开始导入，并取得了首张批量订单，形成了业务突破。
2024年，显示材料方面，公司仙桃产业园PSPI产线开始批量供货，进一步提高了竞争力。2024H 实现收入 1.67 亿元，同比+232.27%其中二季度贡献收入 0.97亿元，环比+38%。
江苏艾森半导体材料股份有限公司（简称“艾森股份”）成立于2010年3月，总部位于江苏昆山，是国内领先的电子化学品企业之一。公司主营业务为电子化学品的研发、生产和销售，主要产品包括电镀液及配套试剂、光刻胶及配套试剂等。这些产品广泛应用于集成电路、新型电子元件及显示面板等行业，并在航空航天、军工、信息通讯、消费电子、汽车电子等领域发挥着重要作用。
2024年11月29日，公司宣布，其自主开发的正性PSPI产品已获得晶圆头部企业的首笔订单，此为正性PSPI在主流晶圆厂的首个国产化材料订单，具有国产化里程碑意义。同时，艾森股份也积极布局了负性PSPI、低温交联型PSPI、超高感度PSPI以及类PI型材料，预计数年内可完成材料认证工作，进入量产阶段。公司先进封装负性光刻胶产品在国内处于领先地位，是目前国内唯一可实现量产的供应商。目前，先进封装负性光刻胶在某头部先进封测厂按计划推进测试认证，作业客户片验证中。
吉林奥来德光电材料股份有限公司（简称“奥来德”）成立于2005年，总部位于吉林长春，是国内OLED材料和蒸发源设备的代表企业，其产品下游客户主要包括京东方、天马集团、TCL华星、维信诺、和辉光电等龙头面板厂商。在光刻胶领域，公司针对PSPI材料、PR材料均有布局。其中，PSPI材料是OLED显示制程的光刻胶，目前公司已实现产线供货，并于2024年上半年实现营业收入1100.5万元，当前正积极推动PSPI材料在头部面板企业的测试工作。
据悉，奥来德探索将AI、高通量筛选等先进的数字化技术逐步引入到材料开发过程中，在封装材料和PSPI领域延伸，已在PFAS-Free PSPI、黑色光刻胶（BPDL）、PR、封装材料的减薄配方、低介电常数的技术开发等方面，加快推进相关产品的本土化进程。
北京八亿时空液晶科技股份有限公司（简称“八亿时空”）成立于2004年，是一家专业从事显示用液晶材料、聚合物分散液晶（PDLC）、有机电致发光材料（OLED）、聚酰亚胺（PI）、光刻胶材料的研发、生产和销售的高新技术企业。
公司在面板PSPI光刻胶、封装PSPI光刻胶等方面均有所布局。应用于显示面板领域的光敏聚酰亚胺(PSPI)光刻胶已完成中试验证，工艺制造和产品稳定性良好，且光刻性能&指标已达同行先进水平。根据市场需求的变化，面板PSPI光刻胶方面，已迭代了高感度PSPI光刻胶和无氟PSPI光刻胶等多款产品。封装PSPI光刻胶方面，正在加速推进先进封装用PSPI光刻胶产品的开发，其封装PSPI目前处于小试验证阶段。目前，公司正在浙江上虞加速半导体用光刻胶树脂和PSPI光刻胶的量产产线建设，力争明年尽快投产。
常州强力电子新材料股份有限公司
同时，公司与深圳先进电子材料国际创新研究院也在合作开发PSPI。
北京波米科技有限公司（简称“波米科技”）成立于2017年4月，是由北京波米科技有限公司与中科院化学所联合建设，公司主要从事聚酰亚胺（PI）材料的研发、生产和销售，总部位于山东聊城阳谷县。其产品主要应用于半导体分立器件制造、半导体（先进）封装与液晶显示面板制造领域。
公司于2020年投资4.5亿元建设了波米阳谷厂区，目前产品主要包括液晶取向剂和光敏性聚酰亚胺材料。波米科技是国内唯一一家实现光敏性聚酰亚胺商业化量产的企业。公司预计其光敏性聚酰亚胺材料产能释放后，将达到500吨，年销售额可达到10亿元。波米科技在光敏性聚酰亚胺涂层胶方面打破了国外40余年的垄断，可应用在集成电路表面钝化层、应力缓冲层以及先进封装（BGA/CSP/WLP）等领域；亦可应用于大功率器件应力缓冲以及绝缘层。
2024年11月28日，公司在互动平台表示，PSPI产品目前在下游部分客户中实现了认证及供货。12月18日公司表示，其低温光敏性聚酰亚胺产品与应用端的合作开发在持续进行中。市场方面，阳谷华泰公告称，拟通过发行股份及支付现金的方式，将收购波米科技100%股份。阳谷华泰主营业务为橡胶助剂。
安徽国风新材料股份有限公司（简称“国风新材”）成立于1998年，总部位于安徽合肥，现有员工1700余人。公司自成立以来，深度聚焦高分子功能膜材料、光电新材料、聚酰亚胺材料、绿色环保木塑新材料、新能源汽车轻量化材料五大产业，集研发、采购、生产、销售完整体系于一体，产品质量居行业前列。
公司通过与中国科学技术大学先进技术研究院及哈尔滨工业大学无锡新材料研究院的合作，共建联合实验室，推动科技成果转化，全面优化提升技术研发水平。其联合开发的半导体封装用PSPI光刻胶，已取得阶段性成果，目前处于实验室送样检测阶段。
中节能万润股份有限公司（简称“万润股份”）成立于1995年，总部位于山东烟台。万润股份在电子信息材料领域的布局，产品包括单体材料与成品材料，主要应用在电子与现实领域。在电子与显示领域聚酰亚胺单体材料方面，公司生产技术目前可覆盖大部分高端产品，目前已有产品实现批量供应；在显示领域聚酰亚胺成品材料方面，公司控股子公司三月科技自主知识产权的TFT用聚酰亚胺成品材料（取向剂）2022年已经在下游面板厂实现供应，并已在该领域处于国内领先地位；三月科技自主知识产权的OLED用光敏聚酰亚胺（PSPI）成品材料现已在下游面板厂实现销售。
2024年10月，据万润股份公告显示，公司与北京市大兴区、京东方材料、德邦科技、烟台业达经济发展集团有限公司签署了股东协议，约定共同出资8亿元设立烟台京东方材料科技有限公司（暂定名），公司将主营电子专用材料的研发与销售业务。
律胜科技有限公司成立于1996年，总部位于中国台湾，律胜科技以关键材料制程技术为核心且致力于材料配方研发，产品不仅精进于传统的软式印刷电路板材料领域，亦致力于开发感光型聚酰亚胺(PSPI)、高频高速材料、透明PI等材料。公司的负性PSPI产品可用于晶圆级封装（WLP）的液态感光性介电绝缘材料，也适用于RDL重分布制程。
明士新材料有限公司成立于2017年，总部位于山东省济南市，是明泉集团股份有限公司的控股子公司。公司专注于微电子制造与封装领域，致力于先进光敏聚酰亚胺（PSPI）光刻胶的研发、生产、销售及技术服务。
2023年，总投资28亿元的明泉集团PSPI产业化基地项目开工，项目占地面积约100亩，总建筑面积为8万平方米，计划用三年时间分四期建成2000吨以光敏聚酰亚胺（PSPI）为核心的系列产品生产线。其中一期投资5亿元，2024年底达到100吨产能。
连云港邃铸科技有限公司成立于2023年，公司通过长期自主研发，除了在光敏剂的研究中取得突破性进展，在光敏聚酰亚胺的研究开发中也突破技术壁垒，取得巨大进步，并先后将产品寄送于下游客户端，目前已通过客户的在车规IGBT、MOS芯片产品的可靠性认证。
2024年11月，投资1亿元的聚酰亚胺光刻胶项目获批，项目生产产品为光刻胶，属于电子专用材料，具体包括光敏型聚酰亚胺光刻胶和非光敏型聚酰亚胺光刻胶，项目购置8个反应釜、8个精密过滤器及其他公辅设备，项目建成后，年产10t光敏型聚酰亚胺光刻胶和10t非光敏型聚酰亚胺光刻胶。
深圳瑞华泰薄膜科技股份有限公司（简称“瑞华泰”），成立于2004年，是集研发、生产、销售和服务为一体的全球高性能PI薄膜专业制造商。公司在互动平台表示，有研发布局PSPI方向，是光刻胶的一类，尚处于研发初期阶段。
欣奕华(SINEVA)成立于2013年5月，是一家在智能机器及先进材料领域内为客户提供解决方案与产品的高科技公司。欣奕华自主研发的PSPI材料，特别是在OLED显示用的像素定义层（PDL）材料方面，已取得重要突破。公司成功实现了树脂5L放大合成的稳定生产，并且光刻胶的配方优化已基本完成。这些材料在测试中展示了与国际先进水平相当的解像性能、热学、力学和电学性能。
六、PSPI的攻克难点
PSPI作为前道IC、后道先进封装、微机电MEMS及有机发光二极管（OLED）显示等领域应用领域的直接材料，会永久性地保留在芯片、器件内部，导致产品验证周期整体偏长，少则6个月，多则2~3年。同时还需要通过多项可靠性测试。测试周期长，意味着供应商进入到下游客户供应链系统需要较长时间成本，这为先进入企业建立了一定的先发护城河。
从技术角度看，PSPI在产业化过程中的技术难点在于，其在边缘光刻中表现出的清晰度，能否满足市场要求是关键。
参考资料：
《集成电路先进封装材料》-王谦
《PSPI 材料性能优异，国产替代空间广阔》-开源证券
