精密(mi)特種(zhong)陶(tao)瓷已(yi)成(cheng)為半導(dao)體設(she)備的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)

2022年(nian)的全(quan)國兩(liang)會(hui)，各(ge)民主(zhu)黨(dang)派(pai)圍繞(rao)中(zhong)共(gong)中(zhong)央(yang)和(he)國(guo)家重(zhong)要(yao)決策部(bu)署(shu)，圍(wei)繞(rao)社會(hui)公眾(zhong)關(guan)心(xin)的重(zhong)要(yao)民生(sheng)問(wen)題，發(fa)揮(hui)自(zi)身優(you)勢(shi)，提(ti)出了(le)壹系列(lie)意(yi)見(jian)建(jian)議(yi)，為黨(dang)和(he)政府(fu)科(ke)學決(jue)策提(ti)供(gong)了(le)重要參考(kao)。

人(ren)民網·中(zhong)國共(gong)產黨(dang)新(xin)聞網和(he)中(zhong)國統壹戰線(xian)新(xin)聞網聯(lian)合(he)推出“2022年(nian)全(quan)國兩(liang)會(hui)各(ge)民主(zhu)黨(dang)派(pai)提(ti)案選(xuan)登(deng)”專(zhuan)欄，選登(deng)各(ge)民主(zhu)黨(dang)派(pai)中(zhong)央(yang)擬提(ti)交全(quan)國政協(xie)十三屆(jie)五次會(hui)議(yi)的(de)部分(fen)提(ti)案。其中(zhong)，臺(tai)盟中(zhong)央(yang)擬提(ti)交“關(guan)於(yu)進壹步(bu)加(jia)快半導(dao)體精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)產業(ye)發(fa)展的(de)提(ti)案”。

據(ju)了(le)解，繼2020年同比增(zeng)長17%以及2021年同比增(zeng)長39%之(zhi)後(hou)，晶圓(yuan)廠(chang)設備(bei)支(zhi)出(chu)預計在(zai)2022將(jiang)繼續(xu)保(bao)持增(zeng)長。SEMI(國(guo)際(ji)半導(dao)體產業(ye)協(xie)會(hui))指出(chu)，2022年全(quan)球(qiu)前端(duan)晶圓(yuan)廠(chang)設備(bei)(不(bu)含(han)封(feng)裝測(ce)試(shi)的(de)前(qian)道(dao)工(gong)藝(yi)設備(bei)，壹般(ban)為晶圓(yuan)制造設備)支(zhi)出(chu)預計將(jiang)超過980億美元(yuan)，達到(dao)歷史新(xin)高(gao)，連(lian)續(xu)第(di)三年(nian)實現增(zeng)長。

精密(mi)陶瓷已(yi)成(cheng)為半導(dao)體設(she)備的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)，成(cheng)本(ben)占10%以上。

在(zai)高端(duan)光刻機中(zhong)，為實現高制程精度，需要廣泛采(cai)用具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的功能(neng)復(fu)合(he)性(xing)、結構(gou)穩定(ding)性(xing)、熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)、尺(chi)寸精度的(de)陶(tao)瓷零(ling)部(bu)件，如(ru)E-chuck、Vacumm-chuck、Block、磁鋼骨架(jia)水(shui)冷(leng)板(ban)、反射(she)鏡(jing)、導(dao)軌(gui)等(deng)，這(zhe)些(xie)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)壹(yi)般(ban)選用精密(mi)陶瓷材(cai)料(liao)。

在(zai)刻蝕(shi)設備中(zhong)，刻蝕(shi)機腔(qiang)室材料(liao)作為晶圓(yuan)汙染的(de)主(zhu)要來(lai)源(yuan)，等(deng)離(li)子(zi)刻(ke)蝕(shi)對(dui)其影(ying)響程度決(jue)定(ding)了(le)晶圓(yuan)的良率(lv)、質量(liang)、刻蝕(shi)工(gong)藝(yi)的穩(wen)定性(xing)等(deng)等(deng)。因此(ci)，研究和(he)開發(fa)出壹(yi)種(zhong)極(ji)其耐刻蝕(shi)腔(qiang)體材料(liao)成(cheng)為半導(dao)體集成(cheng)產業(ye)以及等(deng)離(li)子(zi)刻(ke)蝕(shi)技(ji)術中(zhong)壹項(xiang)極具(ju)挑(tiao)戰的任(ren)務(wu)。當前(qian)，主(zhu)要采(cai)用高純Al₂O₃塗層或Al₂O₃陶瓷作為刻蝕(shi)腔(qiang)體和(he)腔(qiang)體(ti)內部件(jian)的防護(hu)材(cai)料。除了(le)腔體以外(wai)，等(deng)離(li)子(zi)體(ti)設(she)備(bei)的(de)氣體(ti)噴(pen)嘴(zui)，氣體(ti)分(fen)配盤和(he)固(gu)定(ding)晶圓(yuan)的固(gu)定(ding)環(huan)等(deng)也(ye)需用到精密(mi)陶瓷。

壹臺(tai)半導(dao)體設(she)備看(kan)似是用金屬及塑(su)料打(da)造的，其實裏(li)面(mian)隱(yin)藏(zang)著(zhe)非(fei)常(chang)多(duo)極具(ju)技(ji)術含(han)量(liang)的精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)。總之，精密(mi)陶瓷在(zai)半導(dao)體設(she)備中(zhong)的應(ying)用遠(yuan)比我(wo)們(men)想象(xiang)中(zhong)要多(duo)。

當前全(quan)球(qiu)競爭(zheng)格(ge)局(ju)

目前(qian)國外(wai)在(zai)集成(cheng)電(dian)路核(he)心(xin)裝備(bei)用精密(mi)陶瓷結構(gou)件的(de)研發(fa)和(he)應(ying)用方面走在(zai)前列(lie)的(de)公(gong)司(si)有(you)日(ri)本京瓷、美國(guo)CoorsTek、德(de)國BERLINERGLAS等(deng)，其中(zhong)，京瓷和(he)CoorsTek公(gong)司(si)占據(ju)了(le)集成(cheng)電(dian)路核(he)心(xin)裝備(bei)用高端精密(mi)陶瓷結構(gou)件市(shi)場(chang)份額(e)的70%。

京瓷及CoorsTek制造的高端(duan)陶(tao)瓷零(ling)部(bu)件具(ju)有(you)材(cai)料體系齊(qi)全(quan)、性(xing)能優(you)異、結構(gou)復(fu)雜、加(jia)工(gong)精度高(gao)等(deng)特(te)點(dian)，所(suo)制造的精密(mi)陶瓷結構(gou)件幾(ji)乎(hu)涵(han)蓋(gai)了(le)現有(you)結構(gou)陶瓷材(cai)料(liao)體系(xi)，如氧(yang)化鋁(lv)、碳(tan)化(hua)矽(gui)、氮(dan)化(hua)矽、氮化(hua)鋁等(deng)；結構(gou)件的(de)應(ying)用領域也幾(ji)乎(hu)覆(fu)蓋(gai)了(le)全(quan)部集成(cheng)電(dian)路核(he)心(xin)裝備(bei)，形成(cheng)了(le)壹系列(lie)型號齊(qi)全(quan)、品種(zhong)多(duo)樣的(de)精密(mi)陶瓷結構(gou)件產品，如美國(guo)CoorsTek公(gong)司(si)能夠(gou)提(ti)供(gong)光刻機專(zhuan)用組(zu)件、等(deng)離(li)子(zi)刻(ke)蝕(shi)設(she)備(bei)專用組(zu)件、PVD/CVD專(zhuan)用組(zu)件、離(li)子(zi)註(zhu)入設備(bei)專用組(zu)件、晶片吸附固(gu)定(ding)傳輸(shu)專用組(zu)件等(deng)壹(yi)系(xi)列(lie)產品；京瓷能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)光刻機、晶圓(yuan)制造設備、刻(ke)蝕(shi)機、沈(chen)積(ji)設(she)備(bei)（CVD、濺射(she)）、LCD等(deng)裝備(bei)用精密(mi)陶瓷結構(gou)件。我(wo)國在(zai)集成(cheng)電(dian)路核(he)心(xin)裝備(bei)用精密(mi)陶瓷結構(gou)件的(de)研發(fa)和(he)應(ying)用方面起步(bu)較(jiao)晚，在(zai)大(da)尺(chi)寸、高精度、中(zhong)空、閉(bi)孔(kong)、輕(qing)量(liang)化結構(gou)的結構(gou)陶瓷零(ling)部(bu)件的(de)制備領域有(you)諸(zhu)多(duo)關(guan)鍵(jian)技(ji)術問(wen)題有(you)待(dai)突破。

我(wo)國(guo)面臨(lin)的(de)問(wen)題

本次(ci)臺(tai)盟中(zhong)央(yang)擬提(ti)交的(de)“關(guan)於(yu)進壹步(bu)加(jia)快半導(dao)體精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)產業(ye)發(fa)展的(de)提(ti)案”指(zhi)出(chu)了(le)我國精密(mi)陶瓷產業(ye)發(fa)展存在(zai)的問(wen)題並(bing)給出了(le)重要建(jian)議(yi)。

其中(zhong)，目前(qian)我國精密(mi)陶瓷產業(ye)發(fa)展存在(zai)以下問(wen)題：

壹是研發(fa)體系(xi)不(bu)健全(quan)，具(ju)備(bei)研(yan)發(fa)實力的核(he)心(xin)企業(ye)長期(qi)缺位。在(zai)科(ke)研層面，我(wo)國(guo)清華大(da)學(xue)、中(zhong)科(ke)院(yuan)上海(hai)矽酸鹽研(yan)究所(suo)等(deng)科(ke)研院(yuan)單(dan)位在(zai)精密(mi)陶瓷研(yan)發(fa)方面(mian)雖(sui)然有(you)很(hen)好(hao)的積累，但上(shang)世(shi)紀九(jiu)十年代(dai)末(mo)之後(hou)研(yan)發(fa)投(tou)入幾乎(hu)停(ting)止(zhi)，精密(mi)陶瓷應(ying)用收窄，高端(duan)產品止(zhi)步(bu)於(yu)實驗(yan)室而(er)難(nan)以量產。在(zai)企業(ye)層面，陶(tao)瓷產業(ye)鏈長期(qi)存在(zai)大(da)而(er)不(bu)強的(de)問(wen)題，尤其原料環(huan)節陶瓷粉(fen)體(ti)制備水(shui)平較(jiao)日(ri)本(ben)、德(de)國等(deng)仍(reng)然差距很(hen)大(da)，目(mu)前國內結構(gou)陶瓷基(ji)本(ben)限於(yu)大(da)量(liang)低端陶(tao)瓷制品，而(er)且(qie)規(gui)模(mo)都(dou)不(bu)突出，難(nan)以具(ju)備(bei)足夠(gou)的(de)研發(fa)實力。

二(er)是國內半導(dao)體系(xi)統、制造及封測(ce)廠(chang)商慣(guan)性(xing)采購國外(wai)設(she)備與部件(jian)，國(guo)產部件(jian)與材料(liao)進入采購體系(xi)的(de)難(nan)度大(da)。國內部件(jian)產品正(zheng)處(chu)於(yu)關(guan)鍵(jian)的(de)摸(mo)索(suo)提(ti)升(sheng)期(qi)，短(duan)期(qi)難(nan)以通過設備(bei)龍頭企(qi)業(ye)的(de)OEM品質認(ren)證(zheng)，更需要國內半導(dao)體產業(ye)鏈骨幹企業(ye)的(de)耐心(xin)參與及聯(lian)合(he)培育。

三是關(guan)鍵(jian)材(cai)料(liao)的(de)產業(ye)投(tou)入有(you)待(dai)加(jia)強(qiang)。由於(yu)研(yan)發(fa)周(zhou)期(qi)長、開發(fa)難(nan)度大(da)等(deng)因素(su)，目前(qian)，對精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)等(deng)關(guan)鍵(jian)材(cai)料(liao)的(de)產業(ye)投(tou)入不(bu)足。以國家集成(cheng)電(dian)路產業(ye)基(ji)金為例(li)，對(dui)裝備(bei)及材料(liao)產業(ye)的(de)投(tou)入僅占(zhan)其投(tou)資(zi)總額(e)的3%，這(zhe)與其地(di)位作用不(bu)匹(pi)配。

壹是培育潛力企業(ye)，發(fa)揮(hui)行(xing)業(ye)帶動(dong)作用。建(jian)議(yi)國(guo)家有(you)關(guan)部門在(zai)落實《國家集成(cheng)電(dian)路產業(ye)發(fa)展推進綱要(yao)》中(zhong)，進壹步(bu)加(jia)大(da)對(dui)精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)研發(fa)和(he)產業(ye)的(de)支(zhi)持。通過整合(he)科(ke)研系(xi)統與行(xing)業(ye)協(xie)會(hui)、聯(lian)盟，在(zai)全(quan)國範(fan)圍(wei)內集中(zhong)資(zi)源優(you)先(xian)甄選扶植(zhi)壹(yi)批具(ju)有(you)國(guo)際競爭(zheng)力的(de)潛力企業(ye)，從(cong)而(er)帶動(dong)全(quan)行(xing)業(ye)企(qi)業(ye)發(fa)展。

二(er)是加(jia)強(qiang)產業(ye)協(xie)同，整合(he)國內產業(ye)資(zi)源。建(jian)議(yi)國(guo)家有(you)關(guan)部門鼓勵(li)國有(you)裝備(bei)、材料(liao)、化(hua)工(gong)等(deng)大(da)型企業(ye)參與精密(mi)陶瓷行(xing)業(ye)發(fa)展。制定裝備(bei)及配件國(guo)產化的(de)指(zhi)導(dao)性(xing)目標(biao)，建(jian)立財政引(yin)導(dao)與科(ke)技(ji)保(bao)險(xian)相(xiang)結合(he)的關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)材(cai)料(liao)國產化引(yin)導(dao)機制，通過政府(fu)財政與市場(chang)化(hua)保(bao)險(xian)產品的保(bao)障支(zhi)持，鼓(gu)勵(li)國內半導(dao)體裝備(bei)企業(ye)采(cai)購國產精密(mi)陶瓷部(bu)件(jian)。鼓勵(li)企業(ye)及院(yuan)校(xiao)聯(lian)合(he)建(jian)立技(ji)術研發(fa)與檢(jian)測(ce)認(ren)證(zheng)機構(gou)，加(jia)快建(jian)立精密(mi)陶瓷等(deng)關(guan)鍵(jian)部(bu)件(jian)及材料(liao)國(guo)產化的(de)科(ke)技(ji)服務(wu)體系(xi)。

三是強化(hua)涉(she)企保(bao)障，優(you)化產業(ye)發(fa)展環(huan)境。建(jian)議(yi)國(guo)家有(you)關(guan)部門在(zai)精密(mi)陶瓷產業(ye)聚(ju)集地(di)設(she)立知(zhi)識(shi)產權協(xie)助中(zhong)心(xin)，通過縮短(duan)知(zhi)識(shi)產權審核(he)授(shou)權(quan)周(zhou)期(qi)、加(jia)大(da)侵(qin)權懲(cheng)戒(jie)力度等(deng)方(fang)式(shi)，指(zhi)導(dao)並(bing)協(xie)助企業(ye)處(chu)理知(zhi)識(shi)產權糾(jiu)紛(fen)，保(bao)護(hu)研(yan)發(fa)創(chuang)新(xin)動(dong)力(li)。吸引精密(mi)陶瓷重(zhong)點(dian)企業(ye)落戶(hu)保(bao)稅(shui)區(qu)，通過有(you)限區(qu)域的稅(shui)收(shou)政策差異化(hua)，緩(huan)解半導(dao)體產業(ye)當(dang)前的研(yan)發(fa)攻關(guan)成本壓(ya)力。同時，圍(wei)繞(rao)精密(mi)陶瓷企(qi)業(ye)專(zhuan)業(ye)技(ji)術人才培育，加(jia)強(qiang)政策統籌協(xie)調，支(zhi)持地(di)方(fang)做好(hao)核(he)心(xin)團隊成員(yuan)的落戶(hu)、子(zi)女(nv)就(jiu)學、醫療等(deng)配套(tao)保(bao)障，尤其是從(cong)國外(wai)領先(xian)企業(ye)的(de)引進人才(cai)團隊的服務(wu)支(zhi)持。

四是發(fa)揮(hui)市(shi)場(chang)作用，加(jia)大(da)產業(ye)投(tou)入力度。建(jian)議(yi)進壹步(bu)完善上(shang)交(jiao)所(suo)、深(shen)交(jiao)所(suo)交(jiao)易功能，借(jie)助北(bei)京證(zheng)券(quan)交易所(suo)的(de)建(jian)立新(xin)契(qi)機，在(zai)三家國(guo)家級(ji)交(jiao)易所(suo)創(chuang)新(xin)設(she)立精密(mi)陶瓷等(deng)新(xin)材(cai)料(liao)板(ban)塊，精準(zhun)支(zhi)持具(ju)有(you)核(he)心(xin)競爭(zheng)力的(de)新(xin)材(cai)料(liao)中(zhong)小企(qi)業(ye)。鼓(gu)勵(li)保(bao)險(xian)、信(xin)托等(deng)長期(qi)資(zi)金加(jia)大(da)對(dui)優(you)秀(xiu)未(wei)上(shang)市中(zhong)小企(qi)業(ye)的(de)股權投(tou)資(zi)，打通資(zi)本融(rong)入、退出(chu)的(de)合(he)理通道(dao)，為進壹步(bu)支(zhi)持新(xin)材(cai)料(liao)類(lei)“硬核(he)科(ke)技(ji)”企業(ye)成(cheng)長清(qing)障(zhang)提(ti)速。