盘点精密陶瓷在半导体领域的应用- 大数跨境

首页

盘点精密陶瓷在半导体领域的应用

先进陶瓷材料产业链

2026-06-09

导读：精密陶瓷，特别是先进结构陶瓷，因其卓越的物理和化学性能，成为半导体制造中不可或缺的关键材料。它们贯穿了芯片制造、测试和封装的整个产业链。其核心价值在于能够满足半导体工艺对高纯度、高耐热、高耐磨、耐腐蚀

精密陶瓷，特别是先进结构陶瓷，因其卓越的物理和化学性能，成为半导体制造中不可或缺的关键材料。它们贯穿了芯片制造、测试和封装的整个产业链。其核心价值在于能够满足半导体工艺对高纯度、高耐热、高耐磨、耐腐蚀和优异电绝缘性的极端要求。

半导体设备需要大量的精密陶瓷部件。由于陶瓷具有高硬度、高弹性模量、高耐磨、高绝缘、耐腐蚀、低膨胀等优点，可用作硅片抛光机、外延/氧化/扩散等热处理设备、光刻机、沉积设备，半导体刻蚀设备，离子注入机等设备的零部件。半导体陶瓷有氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅等，在半导体设备中，精密陶瓷的价值约占16%左右。

应用制程	陶瓷部件
CMP	抛光台、抛光板、搬运臂
光刻	真空吸盘、晶圆卡盘、工作台、搬运臂
高温处理（RTP/外延/氧化/扩散）	绝缘子、基座、晶舟、炉管、悬臂桨
沉积	室盖、腔内衬、沉积环、静电夹盘、加热器、电镀绝缘子、真空破坏过滤器
刻蚀	圆顶、腔体、聚焦环、喷嘴、静电夹盘、搬运臂
离子注入	轴承、真空吸盘、静电夹盘

表半导体设备用主要精密陶瓷部件

一、芯片制造环节：核心耗材与部件

这是精密陶瓷应用最广泛、要求最高的领域。

1. 晶圆制造与加工

静电吸盘：这是最关键的应用之一。

材料：主要使用高纯度氧化铝 和氮化铝 陶瓷。
功能：在刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积等工艺中，用于吸附并固定硅片。它需要具备优异的绝缘性、平坦度、耐等离子体侵蚀能力，并能通过内部加热/冷却系统精确控温。氮化铝因其出色的导热性，在高功率工艺中应用越来越多。

图新瓷半导体设备用高纯氧化铝盘

高纯氧化铝应用：半导体制造设备的腔体部件、绝缘法兰盘、抛光板、抛光平台、晶圆夹盘、搬运臂等。

图新瓷机械手臂

此外，透明的单晶氧化铝材料——蓝宝石具有卓越的化学稳定性、机械性能、耐热、耐等离子等特性。

应用：晶圆运输的搬运臂、晶圆舟、砷化镓抛光晶片用承载板等。

刻蚀工艺部件

材料：氧化钇、氮化铝、氧化铝。
功能：用于制造刻蚀反应腔室的内衬、焦点环、气体分配盘等。这些部件直接暴露在高温、高腐蚀性的等离子体中，需要极强的耐蚀性以防止自身污染晶圆。氧化钇在卤素等离子体（如Cl₂, CF₄）中表现出极佳的耐腐蚀性，是目前高端刻蚀机的首选。

高纯氮化铝陶瓷具有卓越的热传导性，耐热性、绝缘性，热膨胀系数接近硅，且具有优异的等离子体抗性，产品热量分布均匀。

图新瓷氮化铝加热盘

应用：晶片加热加热器、静电夹盘

化学机械抛光

材料：氧化锆。
功能：用作CMP设备的抛光承载头。氧化锆陶瓷具有极高的硬度、耐磨性和化学稳定性，能长期在研磨浆料环境中稳定工作，保持晶圆表面的平整压力。

离子注入

材料：氧化铝、氮化硅。
功能：用作束流线中的绝缘件、夹具和挡板，要求高绝缘性以防止电荷积累，并能承受高能离子束的轰击。

氮化硅(Si3N4）是断裂韧性高、耐热冲击性强、高耐磨耗性、高机械强度、耐腐蚀的材料。可应用于半导体设备平台、轴承等部件。

图新瓷氮化硅陶瓷零件

2. 薄膜沉积

材料：氮化铝、氧化铝。
功能：在CVD（化学气相沉积）设备中用作加热盘、基座和腔室内衬。需要在高温度（可达数百度）和反应气体环境下保持稳定，不释放杂质。

3. 热处理（扩散、氧化）

材料：高纯度石英玻璃（虽非典型陶瓷，但属硅酸盐陶瓷范畴）、碳化硅。
功能：用于制造扩散炉的炉管、承载晶圆的舟皿。碳化硅舟皿具有高温强度高、抗蠕变性能好、使用寿命长的优点。

碳化硅具有高导热性、高温机械强度、高刚度、低热膨胀系数、良好的热均匀性、耐腐蚀性、耐磨耗性等特性。碳化硅在高达1400℃的极端温度下，其仍能保持良好的强度。

图新瓷微孔陶瓷盘

应用：XY平台、基座、聚焦环、抛光板、晶圆夹盘、真空吸盘、搬运臂、炉管、晶舟、悬臂桨等。

二、芯片测试与封装环节

1. 测试探针卡

材料：氧化铝、氮化铝。
功能：用作探针卡的基板。陶瓷基板提供优异的绝缘性、平整度和尺寸稳定性，确保成千上万的微探针能够精确地对准芯片上的微小焊盘，进行电性能测试。

2. 封装基板与外壳

材料：氮化铝、氧化铍。
功能：

陶瓷封装：用于高可靠性、高功率的芯片（如CPU、GPU、功率器件）。陶瓷封装（如CERDIP、CQFP）提供优良的气密性、高导热性和与硅匹配的热膨胀系数，能有效保护芯片并导出热量。
绝缘散热基板：在功率模块中，氮化铝基板作为绝缘层，将芯片产生的热量高效传导至金属散热器，同时保证电路间的电气隔离。

精密陶瓷是半导体工业的“幕后英雄”，它们虽然不直接构成芯片的电路，但却是制造尖端芯片所依赖的基石和守护者。从固定晶圆的静电吸盘，到抵御等离子体侵蚀的氧化钇部件，再到为芯片散热的氮化铝基板，精密陶瓷以其独特的性能，支撑着半导体技术不断向更小、更快、更强的方向迈进。其技术水平和发展状况，直接反映了一个国家在高端制造业领域的核心竞争力。

6月11日，第五届先进陶瓷在半导体领域应用发展论坛将在苏州中惠铂尔曼酒店隆重举行。本次论坛汇聚了国内外先进陶瓷与半导体领域的顶尖专家、学者和企业领袖，共同探讨产业发展趋势、技术创新方向和国产化突破路径。

论坛议程

FORUM AGENDA

Part.01

论坛背景简介

ABOUT FORUM

Part.02

本届论坛将于2026年6月11日在苏州中惠铂尔曼酒店隆重举办，邀请半导体陶瓷材料领域的专家学者、国内外知名企业高管出席论坛并做大会报告。论坛将紧扣在半导体关键设备（如光刻机、等离子刻蚀机、离子注入机、CVD&PVD薄膜沉积、热处理扩散炉等）应用的先进陶瓷材料，如高纯氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅、氧化钇、堇青石、CVD-SiC等；以及关键陶瓷零部件，如陶瓷加热器、静电卡盘、真空吸盘、聚焦环、光刻机用低膨胀及近零膨胀陶瓷导轨和工件台；半导体级陶瓷的成型烧结精密加工及清洗技术、第三代碳化硅半导体等晶圆材料。论坛将紧密围绕高性能半导体级精密陶瓷零部件的新技术、新工艺、新材料、新应用、新市场及产业链发展进行互动交流，为半导体陶瓷产业上下游企业提供优质交流的宝贵机会，探讨我国半导体行业中精密陶瓷材料与关键零部件产业发展趋势与新机遇。

识别二维码报名参会

论坛专家委员会

EXPERT COMMITTEE

Part.03

2026“第五届先进陶瓷在半导体领域应用与产业发展论坛”专家委员会

主席

陈小龙院士

副主席

黄政仁	刘先兵	张伟儒
陈玉峰	肖汉宁	谢志鹏

委员

汪长安	李江涛	茹红强	王玉金
杨现锋	杨双节	曾宇平	莫雪魁
孙伟	章健	王羚	余盛杰
张景贤	张国军	褚胜林	向其军
于岩	贾碧	刘琪	刘伟
郝岩	袁振侠	罗凌虹	傅仁利
伍尚华	赵炯	刘刚	文瑾
杨鹏远	杨东亮	_	_