【兩會提案】加快半導(dǎo)體精密陶瓷部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2022年的全國兩會，各民主黨派圍繞中共中央和國家重要決策部署，圍繞社會公眾關(guān)心的重要民生問題，發(fā)揮自身優(yōu)勢，提出了一系列意見建議，為黨和政府科學(xué)決策提供了重要參考。人民網(wǎng)·中國共產(chǎn)黨新聞網(wǎng)和中國統(tǒng)一戰(zhàn)線新聞網(wǎng)聯(lián)合推出“2022年全國兩會各民主黨派提案選登”專欄，選登各民主黨派中央擬提交全國政協(xié)十三屆五次會議的部分提案。其中，臺盟中央擬提交“關(guān)于進(jìn)一步加快半導(dǎo)體精密陶瓷部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提案”。該提案強(qiáng)調(diào)，作為半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵部件，精密陶瓷部件的研發(fā)生產(chǎn)直接影響著半導(dǎo)體裝備制造業(yè)乃至整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。可以說，精密陶瓷部件是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。因此，無論從經(jīng)濟(jì)安全角度還是產(chǎn)業(yè)成本角度考慮，要突破我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的“卡脖子”窘境，必須重視精密陶瓷部件等半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化發(fā)展。半導(dǎo)體設(shè)備市場將突破千億美元，陶瓷部件占成本10%以上。近期，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）表示，2021年全球芯片銷售額達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的5 559億美元，較上年增長26.2%。該協(xié)會預(yù)計(jì)，隨著芯片制造商繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能以滿足需求，2022年全球芯片銷售額將增長8.8%。

半導(dǎo)體市場迅猛發(fā)展的同時帶飛了上游設(shè)備市場。

據(jù)了解，繼2020年同比增長17%以及2021年同比增長39%之后，晶圓廠設(shè)備支出預(yù)計(jì)在2022將繼續(xù)保持增長。SEMI(國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會)指出，2022年全球前端晶圓廠設(shè)備(不含封裝測試的前道工藝設(shè)備，一般為晶圓制造設(shè)備)支出預(yù)計(jì)將超過980億美元，達(dá)到歷史新高，連續(xù)第三年實(shí)現(xiàn)增長。

精密陶瓷已成為半導(dǎo)體設(shè)備的關(guān)鍵部件，成本占10%以上。

在高端光刻機(jī)中，為實(shí)現(xiàn)高制程精度，需要廣泛采用具有良好的功能復(fù)合性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)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(dǎo)軌等，這些關(guān)鍵部件一般選用精密陶瓷材料。

在刻蝕設(shè)備中，刻蝕機(jī)腔室材料作為晶圓污染的主要來源，等離子刻蝕對其影響程度決定了晶圓的良率、質(zhì)量、刻蝕工藝的穩(wěn)定性等等。因此，研究和開發(fā)出一種極其耐刻蝕腔體材料成為半導(dǎo)體集成產(chǎn)業(yè)以及等離子刻蝕技術(shù)中一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù)。當(dāng)前，主要采用高純AlO涂層或AlO陶瓷作為刻蝕腔體和腔體內(nèi)部件的防護(hù)材料。除了腔體以外，等離子體設(shè)備的氣體噴嘴，氣體分配盤和固定晶圓的固定環(huán)等也需用到精密陶瓷。

一臺半導(dǎo)體設(shè)備看似是用金屬及塑料打造的，其實(shí)里面隱藏著非常多極具技術(shù)含量的精密陶瓷部件。總之，精密陶瓷在半導(dǎo)體設(shè)備中的應(yīng)用遠(yuǎn)比我們想象中要多。

當(dāng)前全球競爭格局

目前國外在集成電路核心裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面走在前列的公司有日本京瓷、美國CoorsTek、德國BERLINERGLAS等，其中，京瓷和CoorsTek公司占據(jù)了集成電路核心裝備用高端精密陶瓷結(jié)構(gòu)件市場份額的70%。

京瓷及CoorsTek制造的高端陶瓷零部件具有材料體系齊全、性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高等特點(diǎn)，所制造的精密陶瓷結(jié)構(gòu)件幾乎涵蓋了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)陶瓷材料體系，如氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鋁等；結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用領(lǐng)域也幾乎覆蓋了全部集成電路核心裝備，形成了一系列型號齊全、品種多樣的精密陶瓷結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品，如美國CoorsTek公司能夠提供光刻機(jī)專用組件、等離子刻蝕設(shè)備專用組件、PVD/CVD專用組件、離子注入設(shè)備專用組件、晶片吸附固定傳輸專用組件等一系列產(chǎn)品；京瓷能夠提供光刻機(jī)、晶圓制造設(shè)備、刻蝕機(jī)、沉積設(shè)備（CVD、濺射）、LCD等裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件。我國在集成電路核心裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面起步較晚，在大尺寸、高精度、中空、閉孔、輕量化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)陶瓷零部件的制備領(lǐng)域有諸多關(guān)鍵技術(shù)問題有待突破。

我國面臨的問題

本次臺盟中央擬提交的“關(guān)于進(jìn)一步加快半導(dǎo)體精密陶瓷部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提案”指出了我國精密陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題并給出了重要建議。

其中，目前我國精密陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在以下問題：

一是研發(fā)體系不健全，具備研發(fā)實(shí)力的核心企業(yè)長期缺位。在科研層面，我國清華大學(xué)、中科院上海硅酸鹽研究所等科研院單位在精密陶瓷研發(fā)方面雖然有很好的積累，但上世紀(jì)九十年代末之后研發(fā)投入幾乎停止，精密陶瓷應(yīng)用收窄，高端產(chǎn)品止步于實(shí)驗(yàn)室而難以量產(chǎn)。在企業(yè)層面，陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈長期存在大而不強(qiáng)的問題，尤其原料環(huán)節(jié)陶瓷粉體制備水平較日本、德國等仍然差距很大，目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)陶瓷基本限于大量低端陶瓷制品，而且規(guī)模都不突出，難以具備足夠的研發(fā)實(shí)力。

二是國內(nèi)半導(dǎo)體系統(tǒng)、制造及封測廠商慣性采購國外設(shè)備與部件，國產(chǎn)部件與材料進(jìn)入采購體系的難度大。國內(nèi)部件產(chǎn)品正處于關(guān)鍵的摸索提升期，短期難以通過設(shè)備龍頭企業(yè)的OEM品質(zhì)認(rèn)證，更需要國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈骨干企業(yè)的耐心參與及聯(lián)合培育。

三是關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)投入有待加強(qiáng)。由于研發(fā)周期長、開發(fā)難度大等因素，目前，對精密陶瓷部件等關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)投入不足。以國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金為例，對裝備及材料產(chǎn)業(yè)的投入僅占其投資總額的3%，這與其地位作用不匹配。

為此建議：

一是培育潛力企業(yè)，發(fā)揮行業(yè)帶動作用。建議國家有關(guān)部門在落實(shí)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》中，進(jìn)一步加大對精密陶瓷部件研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的支持。通過整合科研系統(tǒng)與行業(yè)協(xié)會、聯(lián)盟，在全國范圍內(nèi)集中資源優(yōu)先甄選扶植一批具有國際競爭力的潛力企業(yè)，從而帶動全行業(yè)企業(yè)發(fā)展。

二是加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同，整合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)資源。建議國家有關(guān)部門鼓勵國有裝備、材料、化工等大型企業(yè)參與精密陶瓷行業(yè)發(fā)展。制定裝備及配件國產(chǎn)化的指導(dǎo)性目標(biāo)，建立財(cái)政引導(dǎo)與科技保險相結(jié)合的關(guān)鍵部件材料國產(chǎn)化引導(dǎo)機(jī)制，通過政府財(cái)政與市場化保險產(chǎn)品的保障支持，鼓勵國內(nèi)半導(dǎo)體裝備企業(yè)采購國產(chǎn)精密陶瓷部件。鼓勵企業(yè)及院校聯(lián)合建立技術(shù)研發(fā)與檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)，加快建立精密陶瓷等關(guān)鍵部件及材料國產(chǎn)化的科技服務(wù)體系。

三是強(qiáng)化涉企保障，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。建議國家有關(guān)部門在精密陶瓷產(chǎn)業(yè)聚集地設(shè)立知識產(chǎn)權(quán)協(xié)助中心，通過縮短知識產(chǎn)權(quán)審核授權(quán)周期、加大侵權(quán)懲戒力度等方式，指導(dǎo)并協(xié)助企業(yè)處理知識產(chǎn)權(quán)糾紛，保護(hù)研發(fā)創(chuàng)新動力。吸引精密陶瓷重點(diǎn)企業(yè)落戶保稅區(qū)，通過有限區(qū)域的稅收政策差異化，緩解半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的研發(fā)攻關(guān)成本壓力。同時，圍繞精密陶瓷企業(yè)專業(yè)技術(shù)人才培育，加強(qiáng)政策統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，支持地方做好核心團(tuán)隊(duì)成員的落戶、子女就學(xué)、醫(yī)療等配套保障，尤其是從國外領(lǐng)先企業(yè)的引進(jìn)人才團(tuán)隊(duì)的服務(wù)支持。

四是發(fā)揮市場作用，加大產(chǎn)業(yè)投入力度。建議進(jìn)一步完善上交所、深交所交易功能，借助北京證券交易所的建立新契機(jī)，在三家國家級交易所創(chuàng)新設(shè)立精密陶瓷等新材料板塊，精準(zhǔn)支持具有核心競爭力的新材料中小企業(yè)。鼓勵保險、信托等長期資金加大對優(yōu)秀未上市中小企業(yè)的股權(quán)投資，打通資本融入、退出的合理通道，為進(jìn)一步支持新材料類“硬核科技”企業(yè)成長清障提速。（先進(jìn)陶瓷展）