陶瓷加热器(Ceramic Heater),是半导体薄膜沉积等设备中的重要部件,可实现均匀温度分布,对硅晶圆均匀加热,使衬底表面上进行高精度的反应并生成薄膜,应用于半导体薄膜沉积设备(CVD、PECVD、ALD)、激光退火设备的工艺腔室内。随着AI、机器人物联网(LOT)等未来产业的发展,半导体需求量正爆发性地增加。陶瓷加热器主要供应商有日本碍子NGK、MICO ceramic、AMAT、Sumitomo Electric、CoorsTek、BoBoo Hitech等,全球陶瓷加热器市场由日本公司主导。与静电卡盘一样,目前我国陶瓷加热器主要依赖进口,国内企业大多数处于研发验证阶段,量产企业少,属于“卡脖子”技术。

图源:住友电工
在半导体制造中,CVD(化学气相沉积)设备需在高温(650℃)、真空、等离子体环境下运行,因此对加热部件提出严苛要求:
(1)温度均匀性:热区中央与边缘温差需<±2%(650℃时约±15℃);
(2)热导率:>180 W/(m·K);
(3)抗折强度:>400 MPa;

(4)体积电阻率:10⁸-10¹⁴ Ω·cm;
(5)焊接气密性:双盘焊接后无泄漏,保障内部气道稳定性。

图源:NGK
氮化铝(AlN)陶瓷发热体的性能提升,本质是材料科学的深耕。高温下(1800-2000℃),AlN会分解为铝氮氧(Al-N-O)气相,晶格中易引入氧缺陷、杂质离子,从而导致性能下降。因此技术路径可以围绕以下微观结构调控核心:
(1)晶格缺陷控制:通过提高原料纯度(减少氧、碳等杂质)、优化烧结工艺(抑制气相分解),减少晶格氧缺陷;
(2)晶粒尺寸优化:控制晶粒尺寸<10μm,减少晶界移动,提高致密度(>99%);
(3)阳离子取代:引入稀土元素(如Y³⁺)取代晶格中的Al³⁺,稳定晶格结构,提升热导率与抗折强度。

图源:MiCoCeramics
半导体陶瓷是“重资产、长周期”行业,在研发过程中,需要用到的测试设备主要有:
(1)高温热导率测试仪,精度±1%;
(2)抗折强度试验机,载荷>100kN;
(3)体积电阻率测试系统,覆盖10⁸-10¹⁴ Ω·cm范围;
(4)真空环境模拟舱,模拟CVD设备内等离子体氛围。

半导体陶瓷行业的竞争,本质是“基础研究能力”的竞争。日本企业(如NGK、京瓷)的成功,源于其对材料微观结构的数十年研究;美国CoorsTek则依托航天级陶瓷技术积累。对国内而言,机会在于:
(1)国产替代缺口:国内晶圆厂扩产,如长江存储、长鑫存储,带来大量高端加热部件需求;
(2)技术迭代窗口:CVD工艺向更高温度(>700℃)、更复杂气氛(如含氟气体)发展,倒逼材料性能升级;
(3)底层技术红利:在AlN发热体上的突破(如热导率、抗折强度),可延伸至其他半导体陶瓷部件,如静电吸盘、绝缘环等。
国内半导体陶瓷加热器企业主要有:
1.河北中瓷电子科技股份有限公司
2.深圳市商德先进陶瓷股份有限公司
3.中山市思考电子科技有限公司
4.苏州珂玛材料科技股份有限公司
5. 广东海拓创新精密设备科技有限公司
6. 宁夏北瓷新材料科技有限公司
7. 广东精瓷新材料有限公司
8. 宁夏创格新材料科技有限公司
9. 福建华清电子材料科技有限公司 等,
以上企业据不完全统计,排名不分先后,欢迎大家加群交流补充。
陶瓷加热器在民用产品市场天花板低,而在半导体高端加热部件领域表现出强劲的发展前景。半导体陶瓷是“小而精”的高门槛赛道,虽难却充满机遇。2028年全球半导体陶瓷相关市场规模预计达200亿人民币,含10亿美金的CVD设备部件、25亿美金的加热部件等。相信随着国产替代加速与技术积累,中国半导体陶瓷企业终将在全球产业链中占据一席之地。

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一、展会精彩内容
·展出范围
陶瓷器件及材料:MLCC、LTCC、HTCC、微波介质陶瓷、压电陶瓷、钛酸钡、碳酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化锆、玻璃粉、氮化铝、LTCC介质陶瓷粉体、稀土氧化物、生瓷带等;
精密陶瓷:氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钇、结构陶瓷、高温陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷轴承、陶瓷球、半导体陶瓷(搬运臂、陶瓷劈刀、静电卡盘、蚀刻环……)、3D打印陶瓷、燃料电池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纤陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
陶瓷基板及封装外壳:陶瓷封装外壳、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜电路板、厚膜电路板、陶瓷封装基座、热沉、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、莫来石粉体及基板等;
金属材料:银粉、金粉、铜粉、镍粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用内/外电极浆料、LTCC银浆、金浆、钨钼浆料、铜浆、靶材、无氧铜带、可伐合金、金属冲压件等;
助剂:陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂、烧结助剂等;
陶瓷加工设备:砂磨机、球磨机、真空脱泡机、三辊机、喷雾造粒机、干压机、流延机、注塑机、3D打印机、模具、干燥设备、研磨机、精雕机、裁片机、激光设备、打孔机、填孔机、丝网印刷机、叠层机、层压机、等静压机、热切机、整平机、排胶炉、烧结炉、钎焊设备、电镀设备、化学镀、喷银机、浸银机、端银机、真空镀膜设备、显影设备、去膜设备、蚀刻机、湿制程设备、等离子清洗、超声波清洗、自动化设备、剥离强度测试仪、AOI检测设备、打标机;
封装测试设备:贴片机、引线键合机、封盖机、平行缝焊封帽、切筋机、钎焊设备、激光调阻机、网络分析仪、热循环测试设备、测厚仪、氦气检漏仪、老化设备、外观检测、超声波扫描显微镜、X-光检测、激光打标、分选设备、测包编带机等;
耗材:离型膜、载带(塑料和纸质)、耐火材料、承烧板/匣钵(氧化铝、刚玉莫来石、氮化硼等)、承烧网、发泡胶、研磨耗材(金刚石微粉、研磨液)、精密网版、清洗剂、电镀药水等。

二、展位预订
李小姐:18823755657 (同微信)
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