中国粉体网讯 装备制造业是制造业的核心组成部分，在某种意义上装备的先进程度可以代表整个国家的工业发展水平，因此建立强大的装备制造业是提高我国综合国力的途径之一。随着加工技术的进步，精密陶瓷作为第三代新兴材料，已经被引入到各种装备之中，充当着重要的角色，这为精密陶瓷的应用提供了广阔的用武之地。
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在集成电路产业中，制造装备具有极其重要的战略地位。以光刻机为代表的集成电路核心装备是现代技术高度集成的产物，涉及光学、材料学、计算机科学等诸多学科，其设计和制造过程均能体现出相关科学技术领域的最高水平，该设备对精密结构件也提出了极高的要求。在集成电路核心装备中，关键零部件具有举足轻重的作用，要求结构件材料具有高纯度、高致密度、高强度、高弹性模量、高导热系数及低热膨胀系数等特点，且结构件要具有极高的尺寸精度和结构复杂性。针对这一系列的性能要求，陶瓷材料足以胜任。
中空、封闭碳化硅陶瓷部件
在众多陶瓷材料中，碳化硅（SiC）是一种性能优异的结构陶瓷材料，具有高强度、高硬度、高弹性模量、高比刚度、高导热系数、低热膨胀系数和优良的化学稳定性的特点，被广泛应用于石油化工、机械制造、核工业、微电子工业等领域。
此外，碳化硅具有极佳的可抛光性，可加工成优质的镜面，且不易产生变形和热应变。通过特殊的减重结构设计，可以实现结构件的高度轻量化。
碳化硅水冷骨架
但是，由于碳化硅是 Si—C 键很强的共价键化合物，具有极高的硬度和显著的脆性，精密加工难度大；此外，碳化硅熔点高，难以实现致密、近净尺寸烧结。因此，大尺寸、复杂异形中空结构的精密碳化硅结构件的制备难度较高，限制了碳化硅陶瓷在诸如集成电路这类的高端装备制造领域中的广泛应用。目前国外在集成电路核心装备用精密陶瓷结构件的研发和应用方面走在前列的公司有日本京瓷、美国CoorsTek、德国 BERLINER GLAS 等，其中，京瓷和CoorsTek 公司占据了集成电路核心装备用高端精密陶瓷结构件市场份额的 70%。
在国内，中国建筑材料科学研究总院率先开展了极大规模集成电路制造装备用精密碳化硅结构件的制备工艺研究，攻克了以光刻机为代表的集成电路制造关键装备用大尺寸、中空薄壁、复杂结构、精密碳化硅结构件制备的技术难关，形成一系列自主知识产权的专利技术，制备出了诸如碳化硅真空吸盘、导轨、反射镜、工件台等一系列光刻机用精密碳化硅结构件，满足了光刻机等集成电路制造关键装备用精密结构件的使用要求，推动了我国集成电路关键装备的独立自主健康发展。
表：中国建筑材料科学研究总院研制的碳化硅产品性能与外企产品性能对比
目前来看，我国在集成电路核心装备用精密陶瓷结构件的研发和应用方面远远落后于欧美日，在大尺寸、高精度、中空、闭孔、轻量化结构的结构陶瓷零部件的制备领域有诸多关键技术问题有待突破。
在此背景下，中国粉体网将在山东济南举办第一届半导体行业用陶瓷材料技术研讨会，届时，来自中国建材总院的刘海林所长将带来题为《半导体制造装备用精密碳化硅陶瓷部件及制备技术》的报告。本报告主要围绕我国高端装备对陶瓷部件的需求展开，介绍我国精密碳化硅陶瓷部件制造技术，碳化硅部件制造水平、碳化硅陶瓷部件在关键装备的配套应用，以及我国碳化硅陶瓷未来重点发展方向。
专家介绍：
刘海林，教授级高级工程师，主要从事碳化硅陶瓷及其复合材料的研发，在大尺寸、复杂形状碳化硅净尺寸成型技术、铝基碳化硅材料、SiC陶瓷基复合材料、高纯CVDSiC膜及体材料、特种陶瓷3D打印成型技术等领域开展了深入系统的研究，研发的新材料、新产品成功应用于空间遥感、航空发动机、集成电路制造装备等重点工程，填补国内空白，整体达到国际先进水平。先后承担国防重点配套项目8项，科技部 “十三五”“十四五”重点研发划项目4项。获建材联合会科技进步二等奖1项、建材集团科技进步二等奖3项，发表论文20余篇，授权专利10余项。
参考来源：
[1]刘海林等.光刻机用精密碳化硅陶瓷部件制备技术
[2]胡传奇.聚焦集成电路核心装备用精密碳化硅结构件
（中国粉体网编辑整理/山川）
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