中國粉體網訊  碳化硅（SiC）是一種性能優異的結構陶瓷材料。碳化硅零部件，即以碳化硅及其復合材料為主要材料的設備零部件，其具備密度高、熱傳導率高、彎曲強度大、彈性模數大等特性，能夠適應晶圓外延、刻蝕等制造環節的強腐蝕性、超高溫的惡劣反應環境，因此廣泛應用于外延生長設備、刻蝕設備、氧化/擴散/退火設備等主要半導體設備。

根據晶體結構，碳化硅晶型很多，目前常見的SiC主要是3C、4H以及6H型，不同晶型的SiC用途不同。其中，3C-SiC也通常被稱為β-SiC，β-SiC的一個重要用途就是用作薄膜和涂層材料，因此，目前β-SiC是作石墨基座涂層的主要材料。

根據制備工藝，碳化硅零部件可分為化學氣相沉積碳化硅（CVD SiC）、反應燒結碳化硅、重結晶燒結碳化硅、常壓燒結碳化硅、熱壓燒結碳化硅、熱等靜壓燒結碳化硅等。

在眾多的碳化硅材料制備方法中，化學氣相沉積法制備的產品具有較高的均勻性和純度，且該方法具有較強的工藝可控性。CVD碳化硅材料因其具有出色的熱、電和化學性質的獨特組合，使其非常適合在需要高性能材料的半導體行業應用。

碳化硅零部件市場規模

1.CVD碳化硅零部件

CVD碳化硅零部件被廣泛應用于刻蝕設備、MOCVD設備和SiC外延設備、快速熱處理設備等領域。

刻蝕設備：CVD碳化硅零部件最大細分市場為刻蝕設備。刻蝕設備中CVD碳化硅零部件包含聚焦環、氣體噴淋頭、托盤、邊緣環等，由于CVD碳化硅對含氯和含氟刻蝕氣體的低反應性、導電性，使其成為等離子體刻蝕設備聚焦環等部件的理想材料。

碳化硅聚焦環，來源：KNJ

石墨基座涂層：低壓化學氣相沉積法（CVD）是目前制備致密SiC涂層的最有效的工藝 ，CVD-SiC涂層厚度可控且具有均勻性等優點。SiC涂層石墨基座常用于金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）設備中支撐和加熱單晶襯底的部件，是MOCVD設備的核心關鍵部件。

根據QY Research數據，2022年全球CVD碳化硅零部件市場收入達到8.13億美元，預計2028年將達到14.32億美元，年復合增長率（CAGR）為10.61%。

目前，我國半導體設備用碳化硅零部件國產化率較低，本土廠商起步較晚，且整體處于追趕國外狀態。根據QY Research數據，2022年，CVD碳化硅零部件領域全球市場前五大廠商的市場份額合計超過60%，志橙半導體以3.57%的市場占有率躋身全球第八，為前十大廠商中唯一一個中國廠商。

2.反應燒結碳化硅零部件

反應燒結(反應熔滲或反應鍵合)的SiC材料，燒結線收縮率可控制在1%以下，同時燒結溫度相對較低，這大幅降低了對形變控制和燒結設備的要求。因此，該技術具有容易實現構件大尺寸化的優點，在光學和精密結構制造領域獲得了廣泛的應用。

光刻機等集成電路關鍵制造裝備中某些高性能光學元件對材料制備有著苛刻的要求，采用反應燒結碳化硅基體結合化學氣相沉積碳化硅(CVD SiC)膜層的方法制備高性能反射鏡，通過優化先驅體種類、沉積溫度、沉積壓力、反應氣體配比、氣體流場、溫度場等關鍵工藝參數，可實現大面積、均勻CVD SiC膜層的制備，使反射鏡鏡面精度可接近國外同類產品性能指標。

光刻機用碳化硅光學反射鏡

中國建筑材料科學研究總院的專家們采用專有制備技術，實現了大尺寸、復雜形狀、高度輕量化、全封閉光刻機用碳化硅陶瓷方鏡及其他結構功能光學零部件的制備。

中國建筑材料科學研究總院研制的反應燒結碳化硅性能與國外企業相關產品性能

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%。國內有中國建材總院、寧波伏爾肯等。我國在集成電路裝備用精密碳化硅結構件的制備技術和應用推廣研究起步較晚，與國際領先企業仍有差距。

參考來源：

山云資本：山云筆記：碳化硅零部件——半導體生產環節中的高值易耗品

胡傳奇：聚焦集成電路核心裝備用精密碳化硅結構件

劉海林等：光刻機用精密碳化硅陶瓷部件制備技術

張舸等：面向光學/精密結構的碳化硅制備和應用進展

熠星投研：半導體設備核心精密零部件--碳化硅零部件行業深度研究

韓國KNJ官網

（中國粉體網編輯整理/空青）

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