中國粉體網訊  裝備制造業是制造業的核心組成部分，在某種意義上裝備的先進程度可以代表整個國家的工業發展水平，因此建立強大的裝備制造業是提高我國綜合國力的途徑之一。隨著加工技術的進步，精密陶瓷作為第三代新興材料，已經被引入到各種裝備之中，充當著重要的角色，這為精密陶瓷的應用提供了廣闊的用武之地。

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在集成電路產業中，制造裝備具有極其重要的戰略地位。以光刻機為代表的集成電路核心裝備是現代技術高度集成的產物，涉及光學、材料學、計算機科學等諸多學科，其設計和制造過程均能體現出相關科學技術領域的最高水平，該設備對精密結構件也提出了極高的要求。在集成電路核心裝備中，關鍵零部件具有舉足輕重的作用，要求結構件材料具有高純度、高致密度、高強度、高彈性模量、高導熱系數及低熱膨脹系數等特點，且結構件要具有極高的尺寸精度和結構復雜性。針對這一系列的性能要求，陶瓷材料足以勝任。

中空、封閉碳化硅陶瓷部件

在眾多陶瓷材料中，碳化硅（SiC）是一種性能優異的結構陶瓷材料，具有高強度、高硬度、高彈性模量、高比剛度、高導熱系數、低熱膨脹系數和優良的化學穩定性的特點，被廣泛應用于石油化工、機械制造、核工業、微電子工業等領域。

此外，碳化硅具有極佳的可拋光性，可加工成優質的鏡面，且不易產生變形和熱應變。通過特殊的減重結構設計，可以實現結構件的高度輕量化。

碳化硅水冷骨架

但是，由于碳化硅是 Si—C 鍵很強的共價鍵化合物，具有極高的硬度和顯著的脆性，精密加工難度大；此外，碳化硅熔點高，難以實現致密、近凈尺寸燒結。因此，大尺寸、復雜異形中空結構的精密碳化硅結構件的制備難度較高，限制了碳化硅陶瓷在諸如集成電路這類的高端裝備制造領域中的廣泛應用。目前國外在集成電路核心裝備用精密陶瓷結構件的研發和應用方面走在前列的公司有日本京瓷、美國CoorsTek、德國 BERLINER GLAS 等，其中，京瓷和CoorsTek 公司占據了集成電路核心裝備用高端精密陶瓷結構件市場份額的 70%。

在國內，中國建筑材料科學研究總院率先開展了極大規模集成電路制造裝備用精密碳化硅結構件的制備工藝研究，攻克了以光刻機為代表的集成電路制造關鍵裝備用大尺寸、中空薄壁、復雜結構、精密碳化硅結構件制備的技術難關，形成一系列自主知識產權的專利技術，制備出了諸如碳化硅真空吸盤、導軌、反射鏡、工件臺等一系列光刻機用精密碳化硅結構件，滿足了光刻機等集成電路制造關鍵裝備用精密結構件的使用要求，推動了我國集成電路關鍵裝備的獨立自主健康發展。

表：中國建筑材料科學研究總院研制的碳化硅產品性能與外企產品性能對比

目前來看，我國在集成電路核心裝備用精密陶瓷結構件的研發和應用方面遠遠落后于歐美日，在大尺寸、高精度、中空、閉孔、輕量化結構的結構陶瓷零部件的制備領域有諸多關鍵技術問題有待突破。

在此背景下，中國粉體網將在山東濟南舉辦第一屆半導體行業用陶瓷材料技術研討會，屆時，來自中國建材總院的劉海林所長將帶來題為《半導體制造裝備用精密碳化硅陶瓷部件及制備技術》的報告。本報告主要圍繞我國高端裝備對陶瓷部件的需求展開，介紹我國精密碳化硅陶瓷部件制造技術，碳化硅部件制造水平、碳化硅陶瓷部件在關鍵裝備的配套應用，以及我國碳化硅陶瓷未來重點發展方向。

專家介紹：

劉海林，教授級高級工程師，主要從事碳化硅陶瓷及其復合材料的研發，在大尺寸、復雜形狀碳化硅凈尺寸成型技術、鋁基碳化硅材料、SiC陶瓷基復合材料、高純CVDSiC膜及體材料、特種陶瓷3D打印成型技術等領域開展了深入系統的研究，研發的新材料、新產品成功應用于空間遙感、航空發動機、集成電路制造裝備等重點工程，填補國內空白，整體達到國際先進水平。先后承擔國防重點配套項目8項，科技部 “十三五”“十四五”重點研發劃項目4項。獲建材聯合會科技進步二等獎1項、建材集團科技進步二等獎3項，發表論文20余篇，授權專利10余項。

參考來源：

[1]劉海林等.光刻機用精密碳化硅陶瓷部件制備技術

[2]胡傳奇.聚焦集成電路核心裝備用精密碳化硅結構件

（中國粉體網編輯整理/山川）

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