近(jin)幾年來，半導體產(chan)業(ye)發(fa)展越(yue)來越(yue)火(huo)熱(re)，與第(di)(di)一代(dai)、第(di)(di)二(er)代(dai)半導體材(cai)料（Si、CaAs）不(bu)同，第(di)(di)三代(dai)半導體材(cai)料（SiC、GaN等）具有高(gao)頻、高(gao)效、高(gao)功率、耐高(gao)壓、抗輻射等諸多優勢特性，主要應用(yong)在5G、新能(neng)源(yuan)車、充電樁、光伏、軌道交通等領(ling)域的核心部件上(shang)，而以(yi)上(shang)領(ling)域都是國家重點發(fa)展的方向(xiang)。
當前在第三代半導體材料領域，國內廠商起步與國外廠商相差不多，且滲透率較低，國產替代空間巨大，因此第三代半導體被視為有望實現技術彎道超車的重大機遇，受到國家各項政策的推動，而其中，半導體零部件是決定我國半導體產業高質量發展的關鍵領域。
什么是半導體零部件？
半(ban)導(dao)體零部件是指(zhi)在材料、結構、工藝、品質和精(jing)度(du)、可靠性及(ji)穩定性等性能方面達到了半(ban)導(dao)體設備及(ji)技(ji)術要求的零部件，如(ru)O型密(mi)封圈（O-Ring)、傳送(song)模塊（EFEM)、射頻(pin)電(dian)源(RFGen)、靜電(dian)吸盤(ESC)、硅(Si)環等結構件、真空泵(Pump)、氣體流(liu)量計(MFC)、精(jing)密(mi)軸承、氣體噴淋頭(tou)(ShowerHead)等。
半(ban)導(dao)(dao)體設(she)備(bei)共(gong)有8大核心(xin)子(zi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)，包括氣液(ye)流量控制系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、真空系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、制程(cheng)診(zhen)斷(duan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、光學(xue)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、電源及氣體反應系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、熱管(guan)理(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、晶(jing)圓傳送系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、其他集成系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)及關(guan)鍵(jian)組件(jian)，每個子(zi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)亦(yi)由(you)數量龐大的(de)零部(bu)(bu)件(jian)組合而(er)成。零部(bu)(bu)件(jian)的(de)性能(neng)、質量和精度直接(jie)決定著(zhu)設(she)備(bei)的(de)可靠性和穩定性，半(ban)導(dao)(dao)體設(she)備(bei)零部(bu)(bu)件(jian)加工要求高，占設(she)備(bei)總(zong)支出的(de)70%左右，以刻蝕機為例(li)，十種主要關(guan)鍵(jian)部(bu)(bu)件(jian)占設(she)備(bei)總(zong)成本的(de)85%。半(ban)導(dao)(dao)體設(she)備(bei)決定一個國家的(de)半(ban)導(dao)(dao)體制造水平(ping)，而(er)半(ban)導(dao)(dao)體零部(bu)(bu)件(jian)則決定半(ban)導(dao)(dao)體設(she)備(bei)的(de)運行水平(ping)，是半(ban)導(dao)(dao)體設(she)備(bei)的(de)基石，同樣(yang)也是目(mu)前“卡脖子(zi)”嚴(yan)重的(de)領域。
半(ban)導體零部件支(zhi)撐起(qi)數倍大的(de)芯(xin)片制造(zao)產業
半導體零部件的主要分類
半(ban)導(dao)體零(ling)部(bu)件是半(ban)導(dao)體設備(bei)的關(guan)鍵構成，據不完全統計，目前(qian)(qian)行業里關(guan)于(yu)半(ban)導(dao)體零(ling)部(bu)件的種類(lei)劃分(fen)尚未形成標(biao)準，目前(qian)(qian)主要(yao)有(you)以下幾種分(fen)類(lei)方法。
1.按(an)典型集成電路設備腔體內部流(liu)程分類
這種分(fen)類(lei)(lei)方式可將(jiang)半導體(ti)零部件(jian)分(fen)為(wei)五大類(lei)(lei)：電源和(he)射頻控(kong)(kong)制類(lei)(lei)、氣(qi)體(ti)輸送類(lei)(lei)、真空控(kong)(kong)制類(lei)(lei)、溫度控(kong)(kong)制類(lei)(lei)、傳(chuan)送裝置類(lei)(lei)。
①電源和射頻控制類：包括射頻發生器和匹配器、直流/交流電源等；
②氣體輸送類：包括流量控制器、氣動部件、氣體過濾器等；
③真空控制類：包括干泵/冷泵/分子泵等各種真空泵、控制閥/鐘擺閥等各類閥件、壓力計以及O-Ring密封圈；
④溫度控制類：包括加熱盤/靜電吸盤、熱交換器及升降組件；
⑤傳送裝置類：包括機械手臂、EFEM、軸承、精密軌道、步進馬達等。
2.按半導體零部件的主要材料和使用功能分類
這(zhe)種(zhong)分(fen)類(lei)方式可將(jiang)其分(fen)為(wei)十二(er)大類(lei)，包括硅(gui)/碳(tan)化硅(gui)件(jian)(jian)、石英件(jian)(jian)、陶(tao)瓷件(jian)(jian)、金屬件(jian)(jian)、石墨件(jian)(jian)、塑料件(jian)(jian)、真(zhen)空件(jian)(jian)、密(mi)封件(jian)(jian)、過濾部(bu)件(jian)(jian)、運動部(bu)件(jian)(jian)、電控部(bu)件(jian)(jian)以(yi)及(ji)其他部(bu)件(jian)(jian)。
其中，各大類零(ling)部(bu)件還包括若干(gan)細分產品(pin)，例如在真(zhen)空(kong)件里就包括真(zhen)空(kong)規（測量(liang)(liang)工藝真(zhen)空(kong)）、真(zhen)空(kong)壓(ya)力計(ji)(ji)、氣體流量(liang)(liang)計(ji)(ji)(MFC)、真(zhen)空(kong)閥件、真(zhen)空(kong)泵等多(duo)種關鍵(jian)零(ling)部(bu)件。
3.按半導體零部件服(fu)務對象分類
這種分(fen)類方式可將(jiang)半導體核心零部件(jian)分(fen)為兩種，即精密機加件(jian)和通(tong)用外購件(jian)。
其中，精密機
而通(tong)用外購(gou)件則是一些經過(guo)長(chang)時間驗證，得(de)到眾(zhong)多設(she)備廠和制造(zao)廠廣泛認可(ke)的通(tong)用零部(bu)(bu)件，更加具(ju)有標準化，會(hui)被不同(tong)的設(she)備公司使(shi)用，也會(hui)被作為產線上的備件耗材來使(shi)用，例(li)如硅結構件、O型密封圈(O-Ring)、閥門、規(Gauge)、泵、氣(qi)體噴淋頭(Showerhead)等，由于(yu)這(zhe)類部(bu)(bu)件具(ju)備較強的通(tong)用性(xing)和一致性(xing)，并且需要得(de)到設(she)備、制造(zao)產線上的認證，因此(ci)國產化難度較高(gao)。
幾大關鍵系統(tong)的核(he)心零(ling)部(bu)件
下(xia)表總結了在(zai)設(she)(she)備及產(chan)線上應(ying)用(yong)數量較(jiao)多的(de)主(zhu)(zhu)要零部件產(chan)品(pin)以(yi)及其(qi)主(zhu)(zhu)要服務的(de)半導體設(she)(she)備。
主要(yao)(yao)零部件產品及其主要(yao)(yao)服(fu)務的半(ban)導體設備(bei)
半導體零部件的產業特點及發展現狀
從地域分布看，半(ban)導體設備零部件(jian)(jian)市場主要被美(mei)國(guo)(guo)、日本、歐洲、韓國(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)臺灣(wan)地區的(de)少數企(qi)業所(suo)壟斷，國(guo)(guo)內廠商起步(bu)晚(wan)，國(guo)(guo)產(chan)化(hua)率較低(di)。目前石(shi)英、噴淋頭、邊緣(yuan)環等(deng)零部件(jian)(jian)國(guo)(guo)產(chan)化(hua)率僅達到10%以上，射頻發生器、MFC、機械臂等(deng)零部件(jian)(jian)的(de)國(guo)(guo)產(chan)化(hua)率在1%-5%，而(er)閥門、靜電卡盤、測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)等(deng)零部件(jian)(jian)的(de)國(guo)(guo)產(chan)化(hua)率不足(zu)1%，國(guo)(guo)產(chan)替代空間(jian)較大。
半導體核心零部件(jian)的產(chan)品(pin)類別及主要供應商(shang)
半導體核心零部件與(yu)半導體原材料一樣，盡管市場(chang)規模(mo)小，卻(que)決定了半導體設(she)備的核心構成、主要成本、優質(zhi)性能(neng)等，通常具有高技術密集(ji)、學科(ke)交叉融(rong)合、市場(chang)規模(mo)占比小且分散，但在價值鏈(lian)上卻(que)舉足(zu)輕重等特點。
產業發展主要表現為以下幾點：
1.尖端技術密集，要求苛(ke)刻
相比于其他行業的基礎零部件，半導體零部件由于要用于精密的半導體制造，其尖端技術密集的特性尤其明顯，有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復雜、要求極為苛刻等特點。由于半導體零部件的特殊性，企業生產經常要兼顧強度、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求，對關鍵零部件在原材料的純度、原材料批次的一致性、質量穩定性、機加精度控制等方面要求就更高，造成了極高的技術門檻。
國內主要半導體零部件技術難點(dian)
例如隨著半導體加工的線寬越來越小，光刻工藝對極小污染物的控制苛刻到極致，不光對顆粒嚴格控制，嚴控過濾產品的金屬離子析出，這對半導體用過濾件生產制造提出了極高的要求。目前半導體級別濾芯的精度要求達到1納米甚至以下，而在其他行業精度則要求在微米級。同時半導體用過濾件還需要保障的一致性，以及耐
半導(dao)體設備濾(lv)芯
2.多學科交叉融合，需求(qiu)材料復合應用(yong)
半導體零(ling)部件種(zhong)類(lei)多，覆蓋范圍廣(guang)，產業(ye)鏈(lian)很(hen)長(chang)，其研(yan)發設計(ji)、制造(zao)和應用涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀(yi)器等跨(kua)學科、多學科的交(jiao)叉融合(he)。
以(yi)半導體制(zhi)造(zao)中(zhong)用于固定(ding)晶圓的(de)靜(jing)電(dian)吸盤為例，一是(shi)(shi)(shi)其(qi)本身是(shi)(shi)(shi)以(yi)氧化鋁陶(tao)(tao)瓷(ci)或氮(dan)化鋁陶(tao)(tao)瓷(ci)作為主體材料(liao)，但同(tong)時還需(xu)加(jia)(jia)入其(qi)他導電(dian)物質(zhi)使得其(qi)總體電(dian)阻(zu)率(lv)滿(man)足功能性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，對(dui)于材料(liao)多性(xing)能復合(he)提(ti)出要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)；二(er)是(shi)(shi)(shi)陶(tao)(tao)瓷(ci)層和金(jin)屬底座結(jie)合(he)要(yao)(yao)滿(man)足均(jun)勻性(xing)和高(gao)強度的(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，因此(ci)對(dui)陶(tao)(tao)瓷(ci)內部有機加(jia)(jia)工構造(zao)精度要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)；三是(shi)(shi)(shi)靜(jing)電(dian)吸盤表(biao)面(mian)處(chu)理(li)后要(yao)(yao)達到0.01微(wei)米左(zuo)右(you)的(de)涂(tu)層，同(tong)時要(yao)(yao)耐(nai)高(gao)溫(wen)，耐(nai)磨，使用壽(shou)命大于三年以(yi)上，因此(ci)，對(dui)表(biao)面(mian)處(chu)理(li)技術(shu)的(de)掌握與應用的(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)也比較(jiao)高(gao)，可見制(zhi)造(zao)一件滿(man)足半導體制(zhi)造(zao)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)精密部件需(xu)要(yao)(yao)涉及的(de)學科多廣。
靜電(dian)吸盤（ElectrostaticChuck，ESC）作用過程(cheng)
3.種類繁多，市場(chang)極為(wei)細分
相比半(ban)導體(ti)設備市場，半(ban)導體(ti)零(ling)部件(jian)(jian)市場更細分，碎片化特征(zheng)明顯，單一產品(pin)的市場空(kong)間很小，同時技術門(men)檻又高(gao)，因此少有純粹的半(ban)導體(ti)零(ling)部件(jian)(jian)公司。所以(yi)，國際領軍的半(ban)導體(ti)零(ling)部件(jian)(jian)企業通常以(yi)跨(kua)行(xing)業多產品(pin)線發展(zhan)策略為(wei)主，半(ban)導體(ti)零(ling)部件(jian)(jian)往往只是這些大型零(ling)部件(jian)(jian)廠商的其中(zhong)一塊業務。
例如MKS儀器(qi)公(gong)司，在氣體(ti)壓力(li)計(ji)/反應器(qi)、射頻/直流電源(yuan)、真空產品(pin)、機械手臂等產品(pin)線均占據其(qi)主要市場份額，除了半導體(ti)行(xing)業(ye)的應用，還廣泛地應用于工(gong)業(ye)制造、生命與健康科(ke)學等領域。
總(zong)而(er)言之，目前我國在半(ban)導體零部件核心產(chan)(chan)品上仍(reng)然無法做到“自主可(ke)控(kong)”，除了(le)起步(bu)晚(wan)、長(chang)期不重視(shi)、技術門檻高等(deng)原因外(wai)(wai)，也有國內(nei)半(ban)導體產(chan)(chan)業鏈不完善(shan)，國外(wai)(wai)成熟產(chan)(chan)品壟斷市(shi)場(chang)，上下游(you)供(gong)應(ying)穩定，半(ban)導體設(she)備廠商不愿(yuan)意貿然切換供(gong)應(ying)體系的(de)原因，呈現(xian)一種“內(nei)外(wai)(wai)交(jiao)困”的(de)局(ju)面，想要破局(ju)，仍(reng)舊任重而(er)道遠(yuan)。