精密陶瓷部件主要是指應用在半導體設備中的高精密復雜結構陶瓷部件。精密陶瓷部件是半導體設備的關鍵部件，其研發生產直接影響半導體產業發展。近幾年，隨著國家政策的調整，半導體行業迅速發展，產業規模急速增大，半導體制造設備持續向精密化、復雜化演變，高精密陶瓷關鍵部件的技術要求也越來越高。

由于陶瓷具有高硬度、高彈性模量、高耐磨、高絕緣、耐腐蝕、低膨脹等優點，可用作硅片拋光機、外延/氧化/擴散等熱處理設備、光刻機、沉積設備，半導體刻蝕設備，離子注入機等設備的零部件。半導體陶瓷有氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅等，在半導體設備中，精密陶瓷的價值約占16%左右。

在高端光刻機中，為實現高制程精度，需要廣泛采用具有良好的功能復合性、結構穩定性、熱穩定性、尺寸精度的陶瓷零部件，如E-chuck、Vacumm-chuck、Block、磁鋼骨架水冷板、反射鏡、導軌等，這些關鍵部件一般選用陶瓷材料。

在刻蝕設備中，采用陶瓷材料制作的部件主要有窗視鏡，氣體分散盤，噴嘴，絕緣環，蓋板，聚焦環和靜電吸盤等。隨著芯片特征尺寸的減小和鹵素類等離子體能量的逐漸提高，刻蝕機工藝腔和腔體內部件的耐等離子體刻蝕性能變得越來越重要。相對于有機和金屬材料，陶瓷材料一般都具有較好的耐物理和化學腐蝕性能以及很高的工作溫度，因而在半導體工業中，多種陶瓷材料已成為半導體單晶硅片制造工序和前道加工工序的設備核心部件制造材料。

再比如，陶瓷劈刀是引線鍵合過程中的必不可少的工具，其中部分廠家的陶瓷劈刀主要成分為氧化鋯增強氧化鋁，其微觀結構均勻而致密，密度提高到4.3g/cm3。四方相氧化鋯的含量和均勻致密的微觀結構促使鋯摻雜的陶瓷劈刀具有非常優異的力學性能，減少焊線過程中陶瓷劈刀尖端的磨損和更換的次數。

一臺半導體設備看似是用金屬及塑料打造的，其實里面隱藏著非常多極具技術含量的精密陶瓷部件?？傊?，精密陶瓷在半導體設備中的應用遠比我們想象中要多。

① 高性能氮化硅和氮化鋁粉末

這兩種重要的先進陶瓷粉末原料嚴重依賴進口，主要來自日本宇部（UBE）公司，日本德山曹達等公司，不但價格昂貴且供貨不能保障。國內的生產企業無論在粉末性能還是批量生產的穩定性和一致性方面均有較大差距，從而在一定程度上制約了像高端陶瓷軸承球、高導熱高強度陶瓷基板等許多高附加值陶瓷產品的產業化。

② 高導熱高強度氮化硅陶瓷基板

隨著新能源汽車、高鐵、風力發電和5G基站的快速發展，這些新產業中所用的大功率器件IGBT對最新一代的高導熱高強度的氮化硅陶瓷基板需求巨大，僅中車集團每年需求量就達到500萬片；日本的京瓷和美國羅杰斯等公司都已可批量生產和提供覆銅刻蝕的氮化硅陶瓷基板；國內起步較晚，但近幾年大學研究機構和一些企業都在加快研發并取得較大進展，其導熱率＞90WM/K，抗彎強度＞650MPa，斷裂韌性＞6.5MPa.m1/2；但距產業化還有一定差距。

③ 高性能氮化鋁氮化硅覆銅板的制備

對于IGBT用高導熱氮化鋁氮化硅覆銅基板還是以進口為主，特別是在高鐵上的大功率器件控制模塊；國內的基板覆銅技術尚不能完全達到對覆銅板的嚴格考核，例如冷熱循環次數。目前，國際上都采用先進的活化金屬鍵合（AMB）技術進行覆銅，比直接覆銅（DBC）具有更高的結合強度和抗冷熱循環特性。

④ 易燒結細晶氧化鋁陶瓷粉末

許多高端的氧化鋁陶瓷產品如氧化鋁體系的生物陶瓷、陶瓷基板、真空管殼、耐磨紡織瓷件、電子真空瓷件等所使用的氧化鋁粉末還依賴從日本、德國、美國進口，特別是制備氧化鋁含量為99.5%、99.7%、99.8%、99.9%的晶粒細小、結構均勻、機電性能和耐磨性好的氧化鋁陶瓷零部件；國內廠家在氧化鋁粉末的雜質含量控制、燒結活性，特別是燒結成瓷后的顯微結構均勻性和材料性能上還具有差距。

⑤ 壓力傳感器用氧化鋁平板

氧化鋁陶瓷平板電容式壓力傳感器在各種汽車上用量巨大，市場達近百億，但目前這種氧化鋁平板主要依賴進口。國產氧化鋁板在材料的彈性模量、彈性變形循環次數、使用壽命和可靠性等方面還有差距，尚未進入商業化實際應用。

⑥ 平板式氧化鋯基氧傳感器

平板式氧化鋯氧傳感器對降低汽車排氣有害物的排放及燃油經濟性的提高起到很大的作用，目前汽車用氧傳感器以濃差電池型氧化鋯傳感器為主。近年來，國內汽車持有量日益增多，每輛汽車至少要安裝2個氧傳感器，氧傳感器市場年增長率達30％，并且氧傳感器屬于易損件，基本上每個大修期(甚至每年)都要更換，而目前我國所有的汽車氧傳感器幾乎全部依賴進口或者進口組裝。龐大的汽車氧傳感器市場、嚴格的汽車尾氣排放法規和我國國內相關技術的欠缺，使得研究和開發具有我國自主產權的性能好、可靠性高的氧傳感器產品顯得尤為迫切和重要?，F在，生產汽車氧傳感器的主要有Bosch、Delphi、Denso、NTK、Kefico等，以及其在各地的一些合資公司和子公司。其中Bosch公司為最大的氧傳感器生產企業。另外，國外一些陶瓷企業，依靠其強大的陶瓷開發能力，生產氧傳感器敏感元件和陶瓷加熱器，如日本京瓷。

⑦ 生物陶瓷髖關節

生物陶瓷髖關節市場需求巨大，全球平均每2分鐘就有一例陶瓷髖關節置換手術，目前主要由德國賽瑯泰克公司和日本京瓷等公司生產，國內每年需要大量進口。陶瓷髖關節材料性能和可靠性要求非常高，使用壽命至少20年。德國賽瑯泰克公司生產的這種采用ZrO?和SrAl??-xCrxO19板狀晶協同增強增韌Al?O?基復相陶瓷材料，其抗彎強度和斷裂韌性分別達到1380MPa和6.5MPa·m1/2，國內還是空白。

⑧ 長壽命高耐磨陶瓷軸承球和軸承

在航天發動機、風力發電、數控機床等高端裝備所使用的陶瓷軸承，不但要求高的力學性能和熱學性能，而且要求優異的耐磨性、可靠性和長壽命，目前國產的氮化硅陶瓷軸承球與日本東芝陶瓷公司還有明顯差距；與國際上著名的瑞典SKF公司、德國FAG公司和日本KOYO等軸承公司相比，我們的軸承還處于產業鏈的中低端，像風電和數控機床等高端產品還依賴進口。

⑨ 大尺寸透明透波陶瓷

在軍工國防用到的透明和透紅外線陶瓷材料，如Y?O?（氧化釔）、MgO（氧化鎂）、AlON（阿?。?、MgAl2O4（鎂鋁尖晶石）陶瓷以及具有激光特性Nd:YAG）透明陶瓷。目前我們的技術還限于制備有限的尺寸，對于國際上已達到半米的大尺寸透明透波陶瓷材料我們還很困難，無論在工藝技術和裝備上均有差距。

⑩ 半導體晶圓生產線上的陶瓷備件

半導體晶圓生產線上需要使用到大量的陶瓷備件，例如陶瓷盤、陶瓷手臂、陶瓷環、保持架等；涵蓋了氧化鋁、氮化鋁、碳化硅等多種結構陶瓷材料，要求材料純度高、致密均勻、產品加工精度和光潔度極高。國內只有少數幾家企業提供部分這類產品，像高端的氮化鋁與碳化硅陶瓷備件還得依賴進口。

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