【两会提案】加快半导体精密陶瓷部件产业高质量发展

  2022年的全国两会，各派围绕中央和国家重要决策部署，围绕社会公众关心的重要民生问题，发挥自身优势，提出了一系列意见建议，为党和政府科学决策提供了重要参考。

  人民网·中国新闻网和中国统一战线年全国两会各派提案选登”专栏，选登各派中央拟提交全国政协十三届五次会议的部分提案。其中，台盟中央拟提交“关于进一步加快半导体精密陶瓷部件产业发展的提案”。

  该提案强调，作为半导体生产设备的核心部件，精密陶瓷部件的研发生产直接影响着半导体装备制造业乃至整个半导体产业链的发展。可以说，精密陶瓷部件是整个半导体产业基础中的基础。因此，无论从经济安全角度还是产业成本角度考虑，要突破我国半导体产业面临的“卡脖子”窘境，一定要重视精密陶瓷部件等半导体生产设备核心部件的国产化发展。

  近期，美国半导体产业协会（SIA）表示，2021年全球芯片销售额达到创纪录的5559亿美元，较上年增长26.2%。该协会预计，随着芯片制造商继续扩大产能以满足需求，2022年全球芯片销售额将增长8.8%。

  据了解，继2020年同比增长17%以及2021年同比增长39%之后，晶圆厂设备支出预计在2022将继续保持增长。SEMI(国际半导体产业协会)指出，2022年全球前端晶圆厂设备(不含封装测试的前道工艺设备，一般为晶圆制造设备)支出预计将超过980亿美元，达到历史上最新的记录，连续第三年实现增长。

  在高端光刻机中，为实现高制程精度，需要广泛采用拥有非常良好的功能复合性、结构稳定性、耐热性、尺寸精度的陶瓷零部件，如E-chuck、Vacumm-chuck、Block、磁钢骨架水冷板、反射镜、导轨等，这些核心部件一般都会采用精密陶瓷材料。

  在刻蚀设备中，刻蚀机腔室材料作为晶圆污染的大多数来自，等离子刻蚀对其影响程度决定了晶圆的良率、质量、刻蚀工艺的稳定性等等。因此，研究和开发出一种极其耐刻蚀腔体材料成为半导体集成产业以及等离子刻蚀技术中一项极具挑战的任务。当前，主要是采用高纯Al2O3涂层或Al2O3陶瓷作为刻蚀腔体和腔体内部件的防护材料。除了腔体以外，等离子体设备的气体喷嘴，气体分配盘和固定晶圆的固定环等也需用到精密陶瓷。

  一台半导体设备看似是用金属及塑料打造的，其实里面隐藏着非常多极具技术上的含金量的精密陶瓷部件。总之，精密陶瓷在半导体设备中的应用远比我们想象中要多。

  目前国外在集成电路核心装备用精密陶瓷结构件的研发和应用方面走在前列的公司有日本京瓷、美国CoorsTek、德国BERLINERGLAS等，其中，京瓷和CoorsTek公司占据了集成电路核心装备用高端精密陶瓷结构件市场占有率的70%。

  京瓷及CoorsTek制造的高端陶瓷零部件具有材料体系齐全、性能优异、结构较为复杂、加工精度高等特点，所制造的精密陶瓷结构件几乎涵盖了现有结构陶瓷材料体系，如氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮化铝等；结构件的应用领域也几乎覆盖了全部集成电路核心装备，形成了一系列型号齐全、品种多样的精密陶瓷结构件产品，如美国CoorsTek公司可提供光刻机专用组件、等离子刻蚀设备专用组件、PVD/CVD专用组件、离子注入设备专用组件、晶片吸附固定传输专用组件等一系列产品；京瓷可提供光刻机、晶圆制造设备、刻蚀机、沉积设备（CVD、溅射）、LCD等装备用精密陶瓷结构件。我国在集成电路核心装备用精密陶瓷结构件的研发和应用方面起步较晚，在大尺寸、高精度、中空、闭孔、轻量化结构的结构陶瓷零部件的制备领域有诸多关键技术问题有待突破。

  本次台盟中央拟提交的“关于进一步加快半导体精密陶瓷部件产业高质量发展的提案”指出了我国精密陶瓷产业高质量发展存在的问题并给出了重要建议。

  一是研发体系不健全，具备研发实力的核心企业长期缺位。在科研层面，我国清华大学、中科院上海硅酸盐研究所等科研院单位在精密陶瓷研发方面虽然有很好的积累，但上世纪九十年代末之后研发投入几乎停止，精密陶瓷应用收窄，高端产品止步于实验室而难以量产。在企业层面，陶瓷产业链长期存在大而不强的问题，尤其原料环节陶瓷粉体制备水平较日本、德国等仍然差距很大，目前国内结构陶瓷基本限于大量低端陶瓷制品，而且规模都不突出，难以具备足够的研发实力。

  二是国内半导体系统、制造及封测厂商惯性采购国外设备与部件，国产部件与材料进入采购体系的难度大。国内部件产品正处于关键的摸索提升期，短期难以通过设备有突出贡献的公司的OEM品质认证，更需要国内半导体产业链骨干企业的耐心参与及联合培育。

  三是关键材料的产业投入有待加强。由于研发周期长、开发难度大等因素，目前，对精密陶瓷部件等关键材料的产业投入不足。以国家集成电路产业基金为例，对装备及材料产业的投入仅占其投资总额的3%，这与其地位作用不匹配。

  一是培育潜力企业，发挥行业带动作用。建议国家相关部门在落实《国家集成电路产业高质量发展推进纲要》中，进一步加大对精密陶瓷部件研发和产业的支持。通过整合科研系统与行业协会、联盟，在全国范围内集中资源优先甄选扶植一批具有国际竞争力的潜力企业，从而带动全行业企业发展。

  二是加强产业协同，整合国内产业资源。建议国家相关部门鼓励国有装备、材料、化工等大规模的公司参与精密陶瓷行业发展。制定装备及配件国产化的指导性目标，建立财政引导与科技保险相结合的核心部件材料国产化引导机制，通过政府财政与市场化保险产品的保障支持，鼓励国内半导体装备企业采购国产精密陶瓷部件。鼓励企业及院校联合建立研发技术与检测认证机构，加快建立精密陶瓷等核心部件及材料国产化的科技服务体系。

  三是强化涉企保障，优化产业高质量发展环境。建议国家相关部门在精密陶瓷产业聚集地设立知识产权协助中心，通过缩短知识产权审核授权周期、加大侵权惩戒力度等方式，指导并协助企业处理知识产权纠纷，保护研发创新动力。吸引精密陶瓷重点企业落户保税区，通过有限区域的税收政策差异化，缓解半导体产业当前的研发攻关成本压力。同时，围绕精密陶瓷企业专业方面技术人才培育，加强政策统筹协调，支持地方做好核心小组成员的落户、子女就学、医疗等配套保障，尤其是从国外领先企业的引进人才团队的服务支持。

  四是发挥市场作用，加大产业投入力度。建议加强完善上交所、深交所交易功能，借助北京证券交易所的建立新契机，在三家国家级交易所创新设立精密陶瓷等新材料板块，精准支持具有核心竞争力的新材料中小企业。鼓励保险、信托等长期资金加大对优秀未上市中小企业的股权投资，打通资本融入、退出的合理通道，为进一步支持新材料类“硬核科技”企业成长清障提速。

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