-
邹小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
近几年(nian)来(lai)，半(ban)(ban)导(dao)体产业(ye)发(fa)(fa)展越来(lai)越火热，与第(di)一代、第(di)二代半(ban)(ban)导(dao)体材料(liao)（Si、CaAs）不同，第(di)三代半(ban)(ban)导(dao)体材料(liao)（SiC、GaN等）具有(you)高频、高效(xiao)、高功率、耐高压(ya)、抗辐射等诸多优势(shi)特性，主要应用在(zai)5G、新能源车、充(chong)电桩、光伏、轨道(dao)交(jiao)通(tong)等领域的核心部件(jian)上，而以上领域都是国家(jia)重点(dian)发(fa)(fa)展的方向(xiang)。
当前在(zai)第三代(dai)半导体材料领域，国(guo)(guo)内厂商起(qi)步与国(guo)(guo)外厂商相差不(bu)多，且渗透率较低(di)，国(guo)(guo)产(chan)替代(dai)空间巨大，因此第三代(dai)半导体被视为有(you)望(wang)实现技(ji)术弯道超车的重大机(ji)遇，受到国(guo)(guo)家各项政策的推(tui)动，而其中，半导体(ti)零部件(jian)是决定我国半导体产业(ye)高质量(liang)发展的关键领(ling)域。
什么是半导体零部件？
半导体零(ling)部件是指在材料、结构、工艺、品质和(he)精度、可靠性(xing)及稳定性(xing)等性(xing)能(neng)方面(mian)达到了半导体设(she)备及技术要(yao)求的零(ling)部件，如(ru)O型密封圈（O-Ring)、传送模块（EFEM)、射频电源(RF Gen)、静电吸盘(ESC)、硅(gui)(Si)环(huan)等结构件、真空泵(Pump)、气体流量计(MFC)、精密轴(zhou)承(cheng)、气体喷淋头(ShowerHead)等。
半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)共有8大(da)核心子(zi)系(xi)统，包(bao)括气液流(liu)量控(kong)制系(xi)统、真空系(xi)统、制程诊断系(xi)统、光学系(xi)统、电源及气体(ti)(ti)反应系(xi)统、热管理(li)系(xi)统、晶(jing)圆传送系(xi)统、其(qi)他集成系(xi)统及关键(jian)组(zu)件，每个(ge)(ge)子(zi)系(xi)统亦(yi)由数量庞大(da)的(de)(de)零(ling)(ling)部件组(zu)合而成。零(ling)(ling)部件的(de)(de)性(xing)能、质量和精度直接决定(ding)着设(she)(she)(she)备(bei)(bei)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)和稳定(ding)性(xing)，半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)零(ling)(ling)部件加工要(yao)求(qiu)高，占(zhan)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)总支出的(de)(de)70%左右，以刻蚀(shi)机为例(li)，十(shi)种主要(yao)关键(jian)部件占(zhan)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)总成本的(de)(de)85%。半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)决定(ding)一个(ge)(ge)国家的(de)(de)半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)制造水平，而半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)零(ling)(ling)部件则决定(ding)半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)的(de)(de)运行(xing)水平，是(shi)半(ban)导(dao)(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)的(de)(de)基石，同(tong)样也(ye)是(shi)目前“卡脖子(zi)”严重的(de)(de)领域。
半导体零部件支撑起数倍大的芯(xin)片(pian)制造产业
半导体(ti)零部件的主要分类(lei)
半导体零部件是半导体设(she)备的关(guan)键(jian)构(gou)成，据不完全(quan)统(tong)计，目(mu)前(qian)行业里关(guan)于半导体零部件的种类划分(fen)尚未形成标准，目(mu)前(qian)主要有以(yi)下几种分(fen)类方(fang)法。
1. 按典型集成电(dian)路设备腔体内部流程(cheng)分类
这种分类(lei)方式可(ke)将半(ban)导体零(ling)部件(jian)分为五大类(lei)：电源(yuan)和射频控制(zhi)类(lei)、气体输送类(lei)、真空控制(zhi)类(lei)、温度控制(zhi)类(lei)、传送装置(zhi)类(lei)。
①电源(yuan)和射(she)频控制类：包括射(she)频发生器(qi)和匹(pi)配器(qi)、直(zhi)流/交流电源(yuan)等；
②气体(ti)输送(song)类：包(bao)括流量(liang)控制器(qi)、气动部件、气体(ti)过滤器(qi)等(deng)；
③真空(kong)控制类：包括干(gan)泵(beng)(beng)(beng)/冷泵(beng)(beng)(beng)/分子泵(beng)(beng)(beng)等(deng)各种(zhong)真空(kong)泵(beng)(beng)(beng)、控制阀(fa)/钟摆(bai)阀(fa)等(deng)各类阀(fa)件、压(ya)力计(ji)以及O-Ring密封圈；
④温(wen)度控制类(lei)：包(bao)括加(jia)热盘(pan)/静电吸盘(pan)、热交(jiao)换(huan)器及升降(jiang)组件；
⑤传送装(zhuang)置类：包括(kuo)机械手臂、EFEM、轴承(cheng)、精密(mi)轨道(dao)、步进(jin)马达等(deng)。
2. 按半导体(ti)零部件的主要材料和使用功能(neng)分类
这种分(fen)(fen)类(lei)方式可将(jiang)其(qi)分(fen)(fen)为十二大类(lei)，包括硅/碳化硅件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、石(shi)英件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、陶瓷件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、金属件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、石(shi)墨件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、塑料(liao)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、真(zhen)空件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、密(mi)封(feng)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、过滤部件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、运动部件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、电(dian)控部件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)以(yi)及其(qi)他部件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)。
其中，各大类零(ling)部件(jian)(jian)还包括若干细分(fen)产品(pin)，例如在真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)里就(jiu)包括真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)规（测(ce)量工艺真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)）、真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)压力计(ji)、气体流量计(ji)(MFC)、真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)阀件(jian)(jian)、真(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)泵等多种关键零(ling)部件(jian)(jian)。
3. 按半导(dao)体(ti)零部(bu)件服务(wu)对象(xiang)分类
这(zhei)种分类(lei)方(fang)式(shi)可将(jiang)半(ban)导(dao)体核心零部件分为(wei)两种，即精密机加件和通用(yong)外购件。
其中，精(jing)密(mi)机加(jia)件通常(chang)由各个(ge)半导体设(she)备公司(si)的工(gong)程师自(zi)行(xing)设(she)计，然(ran)后(hou)委外加(jia)工(gong)，只会用于自(zi)己公司(si)的设(she)备上，如工(gong)艺腔室、传(chuan)输腔室等，国产化相(xiang)对容易，一般(ban)对其表面处理、精(jing)密(mi)机加(jia)工(gong)等工(gong)艺技术的要求较高(gao)。
而(er)通用(yong)外购件(jian)则是一些经过长时(shi)间验证(zheng)(zheng)，得到众(zhong)多设备(bei)厂(chang)和制造厂(chang)广(guang)泛认可(ke)的通用(yong)零部件(jian)，更(geng)加(jia)具有标准化，会被不同的设备(bei)公(gong)司使(shi)用(yong)，也会被作(zuo)为(wei)产线(xian)上的备(bei)件(jian)耗(hao)材来使(shi)用(yong)，例(li)如硅(gui)结构件(jian)、O型密封圈(O-Ring)、阀门、规(Gauge)、泵(beng)、气体喷(pen)淋头(tou)(Shower head)等，由于这类部件(jian)具备(bei)较强的通用(yong)性和一致性，并且需要得到设备(bei)、制造产线(xian)上的认证(zheng)(zheng)，因此国产化难度较高。
几大关键(jian)系(xi)统的核心零部件
下(xia)表总(zong)结了(le)在设备(bei)及产线上应(ying)用数(shu)量(liang)较(jiao)多的(de)主要零(ling)部件产品以及其主要服务的(de)半导体(ti)设备(bei)。
主要零部件产品及(ji)其(qi)主要服务的(de)半导体设备
半导(dao)体零部件的产业特点及发展现状
从(cong)地域分布看，半导体(ti)设备零部件(jian)市场主要被美国、日本、欧洲、韩国和中国台湾地区(qu)的(de)少数企(qi)业所垄(long)断，国内(nei)厂(chang)商(shang)起步晚，国产(chan)化(hua)率(lv)较(jiao)低(di)。目前(qian)石(shi)英、喷淋(lin)头、边缘环等零部件(jian)国产(chan)化(hua)率(lv)仅达到10%以上(shang)，射频发生器、MFC、机械臂(bei)等零部件(jian)的(de)国产(chan)化(hua)率(lv)在1%-5%，而阀(fa)门(men)、静(jing)电(dian)卡盘、测量仪(yi)表(biao)等零部件(jian)的(de)国产(chan)化(hua)率(lv)不足1%，国产(chan)替代空间较(jiao)大。
半导(dao)体(ti)核心零(ling)部件的产品(pin)类(lei)别及主要供应商
半(ban)导体(ti)核(he)(he)心零部(bu)件与半(ban)导体(ti)原材料一样，尽(jin)管(guan)市场规模小(xiao)，却决定(ding)了半(ban)导体(ti)设(she)备的核(he)(he)心构成、主要(yao)成本、优(you)质性能(neng)等，通常具有(you)高技术密集、学科交叉融(rong)合、市场规模占比小(xiao)且分散，但在价值链上却举足轻(qing)重(zhong)等特点。
产业发展(zhan)主(zhu)要表现为以下几点：
1. 尖端技(ji)术(shu)密集(ji)，要求苛(ke)刻(ke)
相比于其他行业的基础(chu)零(ling)部件(jian)，半(ban)导体零(ling)部件(jian)由于要用于精密(mi)的半(ban)导体制(zhi)造，其尖端技术密(mi)集的特性(xing)尤其明显(xian)，有(you)着精(jing)度高、批量小、多品(pin)种、尺寸特殊、工艺复杂、要求(qiu)极为苛刻(ke)等特(te)点。由于半导体零部件的特(te)殊性，企业生产经常要(yao)(yao)兼(jian)顾强度、应变、抗腐蚀、电(dian)(dian)子(zi)特(te)性、电(dian)(dian)磁特(te)性、材(cai)料纯度等复合功能要(yao)(yao)求，对关键零部件在原材(cai)料的纯度、原材(cai)料批次的一致性、质(zhi)量稳定(ding)性、机加精(jing)度控制等方面(mian)要(yao)(yao)求就(jiu)更高(gao)，造成了极高(gao)的技术门槛(jian)。
国(guo)内主要半导体(ti)零(ling)部件技术难点
例如(ru)随着半导(dao)体(ti)(ti)加工的(de)线宽越来越小，光(guang)刻工艺对(dui)极(ji)小污(wu)染物的(de)控(kong)(kong)制(zhi)苛刻到极(ji)致，不光(guang)对(dui)颗粒严格控(kong)(kong)制(zhi)，严控(kong)(kong)过(guo)滤(lv)(lv)产品的(de)金属(shu)离(li)子(zi)析出，这(zhei)对(dui)半导(dao)体(ti)(ti)用过(guo)滤(lv)(lv)件生产制(zhi)造(zao)提出了极(ji)高的(de)要求(qiu)(qiu)。目前半导(dao)体(ti)(ti)级(ji)别滤(lv)(lv)芯的(de)精度要求(qiu)(qiu)达到1纳米甚至(zhi)以下，而(er)(er)在其他(ta)行(xing)业(ye)精度则要求(qiu)(qiu)在微米级(ji)。同时半导(dao)体(ti)(ti)用过(guo)滤(lv)(lv)件还需(xu)要保(bao)障的(de)一致性，以及耐(nai)化学(xue)和耐(nai)热性，极(ji)强的(de)抗脱落性等(deng)，从而(er)(er)实现半导(dao)体(ti)(ti)制(zhi)造(zao)中需(xu)要的(de)可重复(fu)高性能，一致的(de)质量和超纯的(de)产品清(qing)洁度等(deng)高要求(qiu)(qiu)。
半导体(ti)设备滤芯
2. 多学科交叉融合，需求材料复合应(ying)用(yong)
半导体(ti)零部件种类多(duo)，覆(fu)盖(gai)范(fan)围(wei)广，产业(ye)链很长，其研发(fa)设计(ji)、制造和应用涉及到(dao)材料、机械、物理、电子、精密仪器等跨学科、多(duo)学科的交叉融(rong)合。
以半导(dao)(dao)体(ti)(ti)(ti)制(zhi)造中用(yong)于(yu)固(gu)定(ding)晶(jing)圆(yuan)的(de)静电吸盘为例，一是其(qi)(qi)本身是以氧化铝陶瓷(ci)(ci)或氮(dan)化铝陶瓷(ci)(ci)作为主体(ti)(ti)(ti)材料，但(dan)同时还需(xu)加(jia)入其(qi)(qi)他导(dao)(dao)电物质使得其(qi)(qi)总体(ti)(ti)(ti)电阻率满足(zu)功(gong)能(neng)性要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，对于(yu)材料多性能(neng)复合提出要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)；二是陶瓷(ci)(ci)层和金(jin)属底座结合要(yao)满足(zu)均匀性和高(gao)强度的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，因此(ci)对陶瓷(ci)(ci)内(nei)部有机加(jia)工构造精(jing)(jing)度要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)高(gao)；三(san)是静电吸盘表(biao)(biao)面(mian)处理后要(yao)达到(dao)0.01微米左右的(de)涂层，同时要(yao)耐(nai)高(gao)温，耐(nai)磨(mo)，使用(yong)寿命(ming)大(da)于(yu)三(san)年以上，因此(ci)，对表(biao)(biao)面(mian)处理技术(shu)的(de)掌握(wo)与应用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)也比(bi)较高(gao)，可见制(zhi)造一件(jian)满足(zu)半导(dao)(dao)体(ti)(ti)(ti)制(zhi)造要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)精(jing)(jing)密(mi)部件(jian)需(xu)要(yao)涉(she)及的(de)学科多广。
静电吸盘（Electrostatic Chuck，ESC）作用过(guo)程
3.种类繁多(duo)，市(shi)场极为(wei)细分
相比(bi)半(ban)导(dao)体(ti)(ti)设备市(shi)场(chang)，半(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件市(shi)场(chang)更细分，碎片(pian)化特征(zheng)明显(xian)，单一产品的(de)市(shi)场(chang)空间很小，同(tong)时技术门槛又高，因此少有纯粹的(de)半(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件公(gong)司。所以，国际领(ling)军的(de)半(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件企业(ye)(ye)通(tong)常(chang)以跨行业(ye)(ye)多产品线发(fa)展策略为(wei)主，半(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件往往只是这些大型零(ling)部件厂商的(de)其(qi)中一块业(ye)(ye)务(wu)。
例如MKS仪器(qi)公(gong)司(si)，在气体压力(li)计/反应器(qi)、射频/直流(liu)电源、真空(kong)产(chan)品、机(ji)械手臂等(deng)(deng)产(chan)品线均占据其主(zhu)要(yao)市(shi)场份额(e)，除了半导(dao)体行业(ye)的应用，还广泛地应用于工业(ye)制(zhi)造、生(sheng)命与健康(kang)科学等(deng)(deng)领域。
总而言之，目前我国(guo)(guo)在半导体零部件核心产(chan)品上(shang)仍然(ran)无法做到“自主(zhu)可控(kong)”，除了起步晚(wan)、长期不(bu)重视、技术门槛(jian)高等原(yuan)(yuan)因(yin)外(wai)，也(ye)有(you)国(guo)(guo)内半导体产(chan)业(ye)链不(bu)完善，国(guo)(guo)外(wai)成熟产(chan)品垄断(duan)市场(chang)，上(shang)下游供应(ying)(ying)稳定，半导体设备厂商不(bu)愿意贸(mao)然(ran)切换供应(ying)(ying)体系的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，呈现一(yi)种“内外(wai)交困”的(de)局面，想(xiang)要(yao)破局，仍旧任重而道远。
参考来(lai)源：
1. 半(ban)导(dao)体(ti)零部件(jian)产业(ye)(ye)现状及(ji)对(dui)我国(guo)发展的建议，朱晶(jing)（北京国(guo)际工程咨询有(you)限公司(si)北京半(ban)导(dao)体(ti)行(xing)业(ye)(ye)协会）；
2. 泛半导(dao)体装备与零部件，雷震霖（第四(si)届粤港(gang)澳大湾区(qu)真空科(ke)技创新(xin)发展(zhan)论坛暨2020年广东省真空学(xue)会学(xue)术年会）；
3. 集(ji)成(cheng)电路产(chan)业的核(he)心(xin)工艺(yi)装备及其真空零部件，王光玉(yu)（第(di)十(shi)四届国(guo)际真空科学与工程(cheng)应用学术(shu)会议(yi)）
4. 半导体零部件深度报告，中银证券；
粉体(ti)(ti)圈小(xiao)吉
本文(wen)为粉体圈原创作品，未(wei)经(jing)许可，不得转载，也不得歪曲(qu)、篡改(gai)或(huo)复(fu)制本文(wen)内容(rong)，否则本公司将依法追究法律责任。