半導體零部件是指在材料、結構、工藝、品質和精度、可靠性及穩定性等性能方面達到了半導體設備及技術要求的零部件，如O-Ring密封圈、EFEM (傳送模塊)、RF Gen射頻電源、ESC靜電吸盤、Si硅環等結構件、Pump真空泵、MFC氣體流量計、精密軸承、ShowerHead氣體噴淋頭等。

半導體設備由成千上萬的零部件組成，零部件的性能、質量和精度直接決定著設備的可靠性和穩定性，也是我國在半導體制造能力上向高端化躍升的關鍵基礎要素。

國內半導體零部件產業起步較晚，我國半導體零部件產業總體水平偏低，高端產品供給能力不足，產品可靠性、穩定性和一致性較差的問題日益凸顯。在全球宏觀政治經濟日益復雜，美國不斷打壓遏制我國高技術產業戰略崛起的背景下，產業被“卡脖子”的現象較為突出，這不僅嚴重制約我國半導體產業向高級化高端化發展，同時對我國數字經濟、民生經濟和國防安全也帶來不可低估的風險。

（1）半導體零部件主要分類

半導體零部件是半導體設備的關鍵構成，據不完全統計，目前行業里關于半導體零部件的種類劃分尚未形成標準，目前主要有以下幾種分類方法。

按照典型集成電路設備腔體內部流程來分，零部件可以分為五大類：電源和射頻控制類、氣體輸送類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類。其中電源和射頻控制類包括射頻發生器和匹配器、直流/交流電源等。氣體輸送類主要包括流量控制器、氣動部件、氣體過濾器等。真空控制類包括干泵/冷泵/分子泵等各種真空泵、控制閥/鐘擺閥等各類閥件、壓力計以及O-Ring密封圈。溫度控制類則包括加熱盤/靜電吸盤、熱交換器及升降組件。傳送裝置類包括機械手臂、EFEM、軸承、精密軌道、步進馬達等。

按照半導體零部件的主要材料和使用功能來分，可以將其分為十二大類，包括硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件以及其他部件。其中各大類零部件還包括若干細分產品，例如在真空件里就包括真空規（測量工藝真空）、真空壓力計、氣體流量計（MFC）、真空閥件、真空泵等多種關鍵零部件。

按照半導體零部件服務對象來分，半導體核心零部件可以分為兩種，即精密機加件和通用外購件。精密機加件通常由各個半導體設備公司的工程師自行設計，然后委外加工，只會用于自己公司的設備上，如工藝腔室、傳輸腔室等，國產化相對容易，一般對其表面處理、精密機加工等工藝技術的要求較高；通用外購件則是一些經過長時間驗證，得到眾多設備廠和制造廠廣泛認可的通用零部件，更加具有標準化，會被不同的設備公司使用，也會被作為產線上的備件耗材來使用，例如硅結構件、O-Ring密封圈、閥門、規（Gauge）、泵、Face plate、氣體噴淋頭Shower head等，由于這類部件具備較強的通用性和一致性，并且需要得到設備、制造產線上的認證，因此國產化難度較高。

表1-1總結了在設備及產線上應用數量較多的主要零部件產品以及其主要服務的半導體設備。

▲表1-1.主要零部件產品及其主要服務的半導體設備

（2）半導體零部件產業主要特點

半導體零部件產業通常具有高技術密集、學科交叉融合、市場規模占比小且分散，但在價值鏈上卻舉足輕重等特點。一般而言，設備零部件占設備總支出的70%左右，以刻蝕機為例，十種主要關鍵部件占設備總成本的85%。是半導體產業賴以生存和發展的關鍵支撐，其水平直接決定我國在半導體產業創新方面的基礎能級。

a. 技術密集，對精度和可靠性要求較高。

相比于其他行業的基礎零部件，半導體零部件由于要用于精密的半導體制造，其尖端技術密集的特性尤其明顯，有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復雜、要求極為苛刻等特點。由于半導體零部件的特殊性，企業生產經常要兼顧強度、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求。同樣一個部件，如果用在傳統工業中可行，但是用在半導體業中，對關鍵零部件在原材料的純度、原材料批次的一致性、質量穩定性、機加精度控制、棱邊倒角去毛刺、表面粗糙度控制、特殊表面處理、潔凈清洗、真空無塵包裝、交貨周期等方面要求就更高，造成了極高的技術門檻。例如隨著半導體加工的線寬越來越小，光刻工藝對極小污染物的控制苛刻到極致，不光對顆粒嚴格控制，嚴控過濾產品的金屬離子析出，這對半導體用過濾件生產制造提出了極高的要求。目前半導體級別濾芯的精度要求達到1納米甚至以下，而在其他行業精度則要求在微米級。同時半導體用過濾件還需要保障的一致性，以及耐化學和耐熱性，極強的抗脫落性等，從而實現半導體制造中需要的可重復高性能，一致的質量和超純的產品清潔度等高要求。

b. 多學科交叉融合，對復合型技術人才要求高。

半導體零部件種類多，覆蓋范圍廣，產業鏈很長，其研發設計、制造和應用涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀器等跨學科、多學科的交叉融合，因此對于復合型人才有很大需求。以半導體制造中用于固定晶圓的靜電吸盤為例，其本身是以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料，但同時還需加入其他導電物質使得其總體電阻率滿足功能性要求，這就需要對陶瓷材料的導熱性，耐磨性及硬度指標非常了解，才能得到滿足半導體制造技術指標的基礎原材料；其次陶瓷內部有機加工構造精度要求高，陶瓷層和金屬底座結合要滿足均勻性和高強度的要求，因此對于靜電吸盤的結構設計和加工，需要精密機加工方面的技能和知識；而靜電吸盤表面處理后要達到0.01微米左右的涂層，同時要耐高溫，耐磨，使用壽命大于三年以上，因此，對表面處理技術的掌握與應用的要求也比較高。由此可見，復合型、交叉型技術人才是半導體零部件產業的基礎保障。

c. 碎片化特征明顯，國際領軍企業以跨行業多產品線發展和并購策略為主。

相比半導體設備市場，半導體零部件市場更細分，碎片化特征明顯，單一產品的市場空間很小，同時技術門檻又高，因此少有純粹的半導體零部件公司。國際領軍的半導體零部件企業通常以跨行業多產品線發展策略為主，半導體零部件往往只是這些大型零部件廠商的其中一塊業務。例如MKS儀器公司，在氣體壓力計/反應器、射頻/直流電源、真空產品、機械手臂等產品線均占據主要市場份額，除了半導體行業的應用，還廣泛地應用于工業制造、生命與健康科學等領域。而不斷的進行并購和整合也是國際領軍半導體零部件企業用來壯大規模的主要手段，例如國際領先的工業設備公司Atlas（阿特拉斯科普柯，瑞典）為持續做大其半導體用真空泵業務，繼2014年收購Edwards后，又于2016年收購了另一家真空技術領域的領導者德國leybold（萊寶），并于2017年單獨設立真空技術部門，2019年7月Atlas又再次收購了Brooks（布魯克斯）的低溫業務，此次收購包括低溫泵運營公司、以及Brooks在愛發科低溫真空（Ulvac Cryogenics）有限公司50%的股份，進一步增強了其半導體領域真空業務的全球競爭力。

審核編輯 ：李倩