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邹小姐：13326633089 -
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近几年(nian)来(lai)，半(ban)导体(ti)产业发展越来(lai)越火(huo)热，与第一代、第二代半(ban)导体(ti)材料(liao)（Si、CaAs）不(bu)同，第三代半(ban)导体(ti)材料(liao)（SiC、GaN等(deng)）具(ju)有高频、高效、高功率、耐高压、抗辐射等(deng)诸(zhu)多优势特性，主要应用在(zai)5G、新能源车、充电桩、光伏、轨道交通等(deng)领域(yu)的核心部(bu)件上，而以上领域(yu)都是国家(jia)重点发展的方向。
当前在第三(san)代(dai)半(ban)导体(ti)材料领(ling)域，国内厂(chang)商起步(bu)与国外厂(chang)商相差不多，且渗透率较低，国产(chan)替代(dai)空间(jian)巨大，因此第三(san)代(dai)半(ban)导体(ti)被视为有望(wang)实现技术弯道超车的重大机遇，受到国家各项政策(ce)的推(tui)动，而其中，半导体零(ling)部件(jian)是决定我国半(ban)导体(ti)产业高质量发展的关键领域。
什(shen)么是半导体零(ling)部件？
半导体(ti)(ti)(ti)零部件(jian)(jian)是指在(zai)材料、结构(gou)、工艺、品质和(he)精(jing)度、可(ke)靠性及稳定性等性能(neng)方面达到了半导体(ti)(ti)(ti)设(she)备及技术要求的(de)零部件(jian)(jian)，如O型密(mi)封圈（O-Ring)、传送模块（EFEM)、射频电(dian)(dian)源(RF Gen)、静(jing)电(dian)(dian)吸(xi)盘(ESC)、硅(Si)环等结构(gou)件(jian)(jian)、真空(kong)泵(beng)(Pump)、气(qi)体(ti)(ti)(ti)流量计(MFC)、精(jing)密(mi)轴承、气(qi)体(ti)(ti)(ti)喷淋头(ShowerHead)等。
半导(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)备(bei)共有8大(da)核(he)心(xin)子系(xi)(xi)(xi)统(tong)，包括气(qi)液流(liu)量(liang)控制系(xi)(xi)(xi)统(tong)、真空系(xi)(xi)(xi)统(tong)、制程(cheng)诊断系(xi)(xi)(xi)统(tong)、光学系(xi)(xi)(xi)统(tong)、电源(yuan)及(ji)气(qi)体(ti)(ti)反(fan)应系(xi)(xi)(xi)统(tong)、热管理(li)系(xi)(xi)(xi)统(tong)、晶圆传(chuan)送系(xi)(xi)(xi)统(tong)、其他集(ji)成(cheng)系(xi)(xi)(xi)统(tong)及(ji)关键组件(jian)，每个子系(xi)(xi)(xi)统(tong)亦由数(shu)量(liang)庞大(da)的(de)(de)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)组合而成(cheng)。零(ling)部(bu)(bu)件(jian)的(de)(de)性(xing)能、质(zhi)量(liang)和精度直接决(jue)定着(zhe)设(she)备(bei)的(de)(de)可靠性(xing)和稳定性(xing)，半导(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)备(bei)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)加工要求高，占设(she)备(bei)总(zong)支(zhi)出(chu)的(de)(de)70%左右，以刻蚀机为例，十种主要关键部(bu)(bu)件(jian)占设(she)备(bei)总(zong)成(cheng)本的(de)(de)85%。半导(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)备(bei)决(jue)定一个国家的(de)(de)半导(dao)(dao)体(ti)(ti)制造(zao)水平，而半导(dao)(dao)体(ti)(ti)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)则决(jue)定半导(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)备(bei)的(de)(de)运行(xing)水平，是(shi)半导(dao)(dao)体(ti)(ti)设(she)备(bei)的(de)(de)基(ji)石，同(tong)样也是(shi)目(mu)前(qian)“卡脖子”严重的(de)(de)领(ling)域。
半导体(ti)零部件支撑起数倍大的芯片制造(zao)产业
半导体零部件的(de)主要分类
半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件是半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)设备的(de)关键构成(cheng)，据不完全统计(ji)，目(mu)前(qian)行业里关于半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件的(de)种类划分尚未形成(cheng)标准，目(mu)前(qian)主要有(you)以下几种分类方法。
1. 按典型集成电路设(she)备(bei)腔体(ti)内(nei)部(bu)流程分类
这种分类方(fang)式可将半导体(ti)零部件(jian)分为五大类：电源和射频控制类、气体(ti)输送(song)类、真空(kong)控制类、温度(du)控制类、传送(song)装(zhuang)置类。
①电源和射频控制类：包(bao)括(kuo)射频发生器和匹配器、直流/交流电源等(deng)；
②气体(ti)输送类：包括(kuo)流量控(kong)制器、气动部件、气体(ti)过(guo)滤器等；
③真空控(kong)制类(lei)：包括干泵(beng)(beng)/冷泵(beng)(beng)/分(fen)子(zi)泵(beng)(beng)等(deng)各(ge)种(zhong)真空泵(beng)(beng)、控(kong)制阀/钟摆阀等(deng)各(ge)类(lei)阀件、压力(li)计(ji)以及(ji)O-Ring密(mi)封圈；
④温度控制类(lei)：包括加(jia)热盘(pan)/静电吸盘(pan)、热交(jiao)换(huan)器及升降组件；
⑤传送装置(zhi)类：包(bao)括机械(xie)手臂、EFEM、轴承、精(jing)密轨道、步进马达(da)等。
2. 按半导体(ti)零部件的主要材(cai)料(liao)和使用功能分(fen)类
这种分类(lei)方式(shi)可将其分为(wei)十(shi)二大类(lei)，包括硅(gui)(gui)/碳化硅(gui)(gui)件(jian)、石(shi)英件(jian)、陶瓷件(jian)、金属件(jian)、石(shi)墨件(jian)、塑料件(jian)、真空件(jian)、密(mi)封(feng)件(jian)、过滤部(bu)(bu)件(jian)、运(yun)动部(bu)(bu)件(jian)、电控部(bu)(bu)件(jian)以及其他(ta)部(bu)(bu)件(jian)。
其中，各(ge)大(da)类零(ling)部件(jian)(jian)(jian)还包(bao)括若干细分(fen)产品，例如(ru)在(zai)真空件(jian)(jian)(jian)里就包(bao)括真空规（测(ce)量(liang)工艺(yi)真空）、真空压力计(ji)、气体(ti)流量(liang)计(ji)(MFC)、真空阀件(jian)(jian)(jian)、真空泵等(deng)多种(zhong)关键零(ling)部件(jian)(jian)(jian)。
3. 按半导(dao)体(ti)零部件服务对象分(fen)类
这种(zhong)分(fen)类方式可(ke)将半导体核(he)心(xin)零部件(jian)分(fen)为两种(zhong)，即(ji)精密机加件(jian)和通用外购件(jian)。
其(qi)中，精(jing)(jing)密机(ji)加(jia)件通常由(you)各(ge)个半导体(ti)设备公(gong)司(si)的(de)工(gong)程师自(zi)行设计，然后委外加(jia)工(gong)，只会用于自(zi)己(ji)公(gong)司(si)的(de)设备上，如工(gong)艺腔室、传输腔室等，国(guo)产化相对容易(yi)，一般对其(qi)表面处理、精(jing)(jing)密机(ji)加(jia)工(gong)等工(gong)艺技术的(de)要求(qiu)较高。
而通用(yong)外购(gou)件(jian)则是一些(xie)经(jing)过(guo)长(zhang)时间验证，得到众多设备(bei)厂和(he)制造厂广泛认可的(de)通用(yong)零部(bu)件(jian)，更加具有标准化，会被(bei)不同(tong)的(de)设备(bei)公(gong)司(si)使用(yong)，也(ye)会被(bei)作为产线上的(de)备(bei)件(jian)耗(hao)材(cai)来(lai)使用(yong)，例(li)如硅结构件(jian)、O型密封圈(O-Ring)、阀门、规(gui)(Gauge)、泵、气体(ti)喷淋(lin)头(Shower head)等，由于这类部(bu)件(jian)具备(bei)较强的(de)通用(yong)性和(he)一致性，并(bing)且(qie)需要得到设备(bei)、制造产线上的(de)认证，因(yin)此国产化难(nan)度较高。
几大关键系统(tong)的核心零部件
下(xia)表总结了在设(she)备及产线上应用数量较(jiao)多的(de)(de)主要零部(bu)件(jian)产品以及其主要服务(wu)的(de)(de)半导体设(she)备。
主要零部件(jian)产品及其(qi)主要服务(wu)的半导(dao)体(ti)设备
半导体零部件(jian)的产业特(te)点及(ji)发展(zhan)现状
从(cong)地(di)域分布看，半(ban)导体(ti)设备零部(bu)(bu)件市场主(zhu)要被美(mei)国(guo)(guo)、日本、欧洲、韩国(guo)(guo)和中国(guo)(guo)台湾地(di)区的(de)少(shao)数企(qi)业所垄断，国(guo)(guo)内厂商起步(bu)晚，国(guo)(guo)产(chan)(chan)(chan)化(hua)率(lv)(lv)较低。目前(qian)石英、喷(pen)淋头、边缘(yuan)环等(deng)零部(bu)(bu)件国(guo)(guo)产(chan)(chan)(chan)化(hua)率(lv)(lv)仅达(da)到(dao)10%以上(shang)，射频发(fa)生器、MFC、机械臂等(deng)零部(bu)(bu)件的(de)国(guo)(guo)产(chan)(chan)(chan)化(hua)率(lv)(lv)在1%-5%，而阀门、静电卡盘、测(ce)量仪表等(deng)零部(bu)(bu)件的(de)国(guo)(guo)产(chan)(chan)(chan)化(hua)率(lv)(lv)不足1%，国(guo)(guo)产(chan)(chan)(chan)替代空间较大(da)。
半导体(ti)(ti)核心零部件的产品(pin)类别及主要供应(ying)商
半(ban)导体(ti)核心零部(bu)件与(yu)半(ban)导体(ti)原(yuan)材料(liao)一样，尽管市(shi)场(chang)(chang)规(gui)模小，却(que)决定了半(ban)导体(ti)设备的核心构(gou)成、主要成本、优(you)质性能等(deng)(deng)，通常(chang)具有高技术(shu)密集、学科交叉融合、市(shi)场(chang)(chang)规(gui)模占比小且分(fen)散，但在(zai)价值链(lian)上却(que)举足轻(qing)重等(deng)(deng)特点。
产业发展主要(yao)表现为以下(xia)几(ji)点：
1. 尖端技术密集，要求(qiu)苛刻
相比于其(qi)他行业的基础零(ling)部(bu)件(jian)，半导(dao)体零(ling)部(bu)件(jian)由于要(yao)用于精(jing)密的半导(dao)体制(zhi)造，其(qi)尖端(duan)技术密集的特性尤(you)其(qi)明显，有着精度高、批(pi)量小、多(duo)品种(zhong)、尺寸特殊、工艺复杂、要求极为(wei)苛刻(ke)等特点(dian)。由于(yu)半导体零(ling)(ling)部件的(de)特殊性(xing)，企业生产经常要兼顾(gu)强度、应变、抗腐(fu)蚀、电子特性(xing)、电磁(ci)特性(xing)、材(cai)料(liao)(liao)纯(chun)度等复合功能要求，对关(guan)键零(ling)(ling)部件在原材(cai)料(liao)(liao)的(de)纯(chun)度、原材(cai)料(liao)(liao)批次的(de)一致性(xing)、质(zhi)量稳定性(xing)、机加精度控制(zhi)等方面要求就更(geng)高，造成(cheng)了极高的(de)技术门槛。
国内主要半导体零部件技术难点(dian)
例如随着半导(dao)体加工的(de)线宽越来越小，光(guang)(guang)刻工艺对(dui)(dui)极小污染(ran)物的(de)控制苛(ke)刻到极致，不光(guang)(guang)对(dui)(dui)颗(ke)粒严格控制，严控过(guo)(guo)滤产(chan)品的(de)金属(shu)离子析出，这对(dui)(dui)半导(dao)体用过(guo)(guo)滤件生产(chan)制造提出了极高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。目前半导(dao)体级(ji)(ji)别滤芯的(de)精度要(yao)求(qiu)达到1纳米甚至(zhi)以(yi)下(xia)，而(er)在其他行业精度则要(yao)求(qiu)在微米级(ji)(ji)。同(tong)时半导(dao)体用过(guo)(guo)滤件还需要(yao)保(bao)障(zhang)的(de)一致性(xing)，以(yi)及(ji)耐化学(xue)和耐热(re)性(xing)，极强的(de)抗脱(tuo)落性(xing)等(deng)，从而(er)实(shi)现半导(dao)体制造中需要(yao)的(de)可(ke)重复高(gao)性(xing)能，一致的(de)质量(liang)和超纯的(de)产(chan)品清洁度等(deng)高(gao)要(yao)求(qiu)。
半导(dao)体设备滤(lv)芯
2. 多学科(ke)交叉融合，需求材料复合应用
半导体(ti)零部(bu)件种类多(duo)，覆盖范围(wei)广，产(chan)业(ye)链很长，其研发设(she)计、制造和(he)应用(yong)涉及到材料、机械、物理(li)、电子、精密仪(yi)器等跨学(xue)科、多(duo)学(xue)科的交叉融合。
以半导体(ti)(ti)制造(zao)中用(yong)于(yu)固定晶圆的(de)静电吸(xi)盘为例，一是(shi)其本身是(shi)以氧(yang)化铝陶(tao)瓷或氮化铝陶(tao)瓷作为主体(ti)(ti)材料，但同(tong)时还需(xu)加(jia)(jia)入其他导电物质(zhi)使得其总(zong)体(ti)(ti)电阻率满(man)(man)足(zu)功能性(xing)要求(qiu)，对于(yu)材料多性(xing)能复合提出要求(qiu)；二(er)是(shi)陶(tao)瓷层和金(jin)属底座结合要满(man)(man)足(zu)均匀性(xing)和高强度的(de)要求(qiu)，因此对陶(tao)瓷内部有机(ji)加(jia)(jia)工构造(zao)精度要求(qiu)高；三是(shi)静电吸(xi)盘表(biao)面(mian)处理后要达(da)到0.01微米左右的(de)涂层，同(tong)时要耐高温(wen)，耐磨(mo)，使用(yong)寿命大于(yu)三年以上(shang)，因此，对表(biao)面(mian)处理技术的(de)掌握与应(ying)用(yong)的(de)要求(qiu)也比较(jiao)高，可见制造(zao)一件(jian)满(man)(man)足(zu)半导体(ti)(ti)制造(zao)要求(qiu)的(de)精密部件(jian)需(xu)要涉及的(de)学(xue)科多广。
静电吸(xi)盘(pan)（Electrostatic Chuck，ESC）作(zuo)用过程
3.种(zhong)类(lei)繁多(duo)，市场极(ji)为细分
相比半(ban)导体(ti)设备市场，半(ban)导体(ti)零(ling)部(bu)件市场更细分(fen)，碎片化特征明(ming)显，单一产(chan)品的(de)市场空间很小，同时技术门(men)槛又(you)高(gao)，因此少有纯粹的(de)半(ban)导体(ti)零(ling)部(bu)件公司。所(suo)以，国际领军(jun)的(de)半(ban)导体(ti)零(ling)部(bu)件企业通常以跨行业多(duo)产(chan)品线(xian)发展(zhan)策略为主，半(ban)导体(ti)零(ling)部(bu)件往往只是这些大型(xing)零(ling)部(bu)件厂商的(de)其中一块(kuai)业务。
例如MKS仪器公司，在气体压(ya)力计/反(fan)应器、射频/直流电(dian)源、真空产(chan)品、机(ji)械手臂等产(chan)品线均(jun)占据其(qi)主要市场(chang)份额，除(chu)了(le)半导体行业(ye)的应用，还(hai)广(guang)泛地(di)应用于(yu)工(gong)业(ye)制造(zao)、生(sheng)命(ming)与健(jian)康科学等领域(yu)。
总而(er)言之，目前(qian)我国在(zai)半导(dao)体(ti)(ti)零(ling)部件(jian)核(he)心产品上仍(reng)然(ran)无法做到“自主可控”，除了起步晚(wan)、长期不重视(shi)、技术门槛高等(deng)原因外(wai)，也有(you)国内(nei)半导(dao)体(ti)(ti)产业链不完善(shan)，国外(wai)成熟产品垄(long)断市场，上下游供应(ying)稳(wen)定，半导(dao)体(ti)(ti)设备厂商不愿意贸然(ran)切换供应(ying)体(ti)(ti)系的(de)原因，呈现一种“内(nei)外(wai)交困”的(de)局面，想要破(po)局，仍(reng)旧(jiu)任重而(er)道远。
参(can)考来(lai)源(yuan)：
1. 半导(dao)体零(ling)部件产业现状及对我国发展的建议(yi)，朱(zhu)晶（北(bei)(bei)京国际工程咨询有限公司(si)北(bei)(bei)京半导(dao)体行(xing)业协会）；
2. 泛(fan)半导体装备与零部件，雷(lei)震霖（第四届粤港澳大(da)湾区真空科技创新发展论坛暨2020年(nian)广东省真空学(xue)会学(xue)术年(nian)会）；
3. 集成(cheng)电(dian)路产(chan)业的核(he)心工艺装备及其真(zhen)空零部件，王光玉(yu)（第十四届国际(ji)真(zhen)空科学与工程应(ying)用学术会议(yi)）
4. 半导体(ti)零部(bu)件(jian)深度(du)报告(gao)，中(zhong)银证(zheng)券；
粉(fen)体(ti)圈小吉
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