半導體設備有哪些卡脖子的核心零部件？

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-08-13 17:50:15 681

薄膜沉積是芯片制造的核心工藝環節。薄膜沉積技術是以各類適當化學反應源在外加能量（包括熱、光、等離子體等）的驅動下激活，將由此形成的原子、離子、活性反應基團等在襯底表面進行吸附，并在適當的位置發生化學反應或聚結，漸漸形成幾納米至幾微米不等厚度的金屬、介質、或半導體材料薄膜。芯片是微型結構體，其內部結構是3D立體式形態，襯底之上的微米或納米級薄膜構成了制作電路的功能材料層。

圖：PE CVD原理圖來自拓荊

以薄膜設備CVD為例說明，CVD的核心零部件一般包括射頻系統及等離子體源、大氣及真空傳輸系統、供氣系統、陶瓷加工件、氣體測量儀器、真空門閥、泵、供電系統、電力輸送及通訊系統、加熱盤A等。

完全國產化的是供氣系統、陶瓷加工件、供電系統、電源和通訊系統。這類產品國內工業技術成熟，具有成本和產能優勢。

國產化率較低的是大氣及真空傳輸系統、真空閥門、加熱盤A、氣體測量儀器、泵等。這些產品看似不起眼，實則屬于精密度極高、加工工藝難度極大，不少還需要材料的配合。

圖：CVD設備的核心零部件采購金額及來源地占比

核心零部件市場仍然被美國、日本等壟斷。國產化的突破不僅需要做出能夠量產且穩定的半導體設備，還需要在核心零部件和材料上進行技術突破，這也是未來攻堅的重點。想造光刻機，核心的光源、鏡頭等核心零部件買不到，即使研發成功，也難以在工業上應用。

圖：CVD設備核心零部件的來源*

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