1、半导体设备中陶瓷零部件的应用现状与前景-潘伟教授.pdf

1、2024/4/121特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺半导体设备中陶瓷零部件的应用现状与前景潘伟清华大学2024.04.12 晋江 半导体器件包含集成电路（81%）、光电器件、分立器件和传感器四个主要组成部分。半导体产业分为电路设计、半导体制造、半导体封装测试三个环节。半导体集成电路制造过程及其复杂，需要用到的设备包括：硅片制造设备、晶圆制造设备、封装设备和辅助设备等。而处在半导体产业链上游的设备企业具有技术难度大、进入门槛高的特点，因此半导体设备是半导体企业的主要资本支付部分，大概占到三分之二左右。在半导体设备中，晶圆制造与处理设备由于涉及环节最多，技术难度最大，其价值量占比也最高，可达整

2、个半导体设备投入的 80%以上。其次是测试设备，测试设备为半导体设备中的重要一环，价值量约占整个半导体设备的 8-10%，封装设备约占 6-8%。特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件全球半导体装备发展概况特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺2022年全球半导体设备前十厂商营收美国公司应用材料荷兰公司阿斯麦美国公司泛林Tokyo Electron科磊迪恩士爱德万测试ASM国际日立高新迪斯科特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺12010060604020国内半导体装备发展概况特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺2024/4/1222020年全球半导体设备市场为712

3、亿美元,同比增长19.2%；2021年全球半导体设备市场为1026亿美元,同比增长44.1%。预计2023年半导体设备市场将达到1134亿美元，2019-2023年年复合增长率（CAGR）达17.4%，而半导体装备用精密陶瓷部件的价值约占半导体整体设备的16左右，预计2023年将达到181亿美元。特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺半导体装备用先进陶瓷市场前景及产业规模特种陶瓷材料因其特有的电、磁、声、光、热及优异的力学性能，在电子信息、化工冶金、精密机械、能源、环保、国防军工、航空航天等高技术领域发挥着不可替代的重要作用。氧化铝是当今全球应用最广泛的高技术陶瓷。它具有优越的机械强度，电绝缘，

4、高频保持，导热性，耐热性和耐腐蚀性。氧化锆陶瓷被用来制造高性能剪刀和特殊刀片。单晶氧化锆由于其高折射率，产生类似钻石的光辉，也被用于人工珠宝。用硅砂和碳合成。具有耐热性、重量轻和耐腐蚀，并在高温(1500)下保持其强度。低热膨胀堇青石具有优异的抗热震性能。被用于汽车尾气催化剂蜂窝载体以及电加热器和化工设备材料。特种陶瓷半导体精密陶瓷零部件制备工艺由于具有优异的导热性，被用于需要散热的场景，如半导体封装。半导体装备用高技术陶瓷材料特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件半导体设备的高精密度要求（陶瓷特性）低热膨胀系数堇青石：0.1 10-6/氮化硅：2.8 10-6/碳化硅：3.7 10-6/氮化铝：4

5、.6 10-6/莫来石：5.0 10-6/氧化铝：7.2 10-6/弹性模量堇青石：148GPa氮化硅：300GPa碳化硅：440GPa氮化铝：320GPa莫来石：210GPa氧化铝：320GPa硬度（耐磨性）堇青石：7.2GPa氮化硅：14.0GPa碳化硅：23.0GPa氮化铝：10.4GPa莫来石：10.8GPa氧化铝：23.0GPa特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件芯片制程中耐腐蚀要求（陶瓷特性）硝酸（60%）堇青石：0.00氮化硅：1.11碳化硅：0.00氮化铝：1.12莫来石：0.00氧化铝：0.00硝酸（90%）堇青石：0.20氮化硅：0.00碳化硅：0.00氮化铝：1.12莫来石：

6、0.20氧化铝：0.33氢氧化钠（30%）堇青石：0.10氮化硅：0.21碳化硅：0.00氮化铝：1.12莫来石：0.00氧化铝：0.26特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件碳化硅SiC陶瓷部件特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件集成电路的核心设备-光刻机光刻机工作原理2024/4/123光刻机关键装备对结构部件的要求高度轻量化。降低运动惯量，减轻电机负载。轻量化率为60-80%，最高可达到90%高形位精度。小于1m，实现精密定位和高精度运动高尺寸稳定性。高比刚度，高热稳定性，高速运动不变形低摩擦系数。运动过程中动能损失小，且无磨削颗粒污染。06特种陶瓷半导体设备关键陶瓷零部件所选材料应满足尺寸稳定性