Introduction à l'application des céramiques de précision semi-conductrices

Les céramiques techniques constituent le fondement de l'ensemble de l'industrie des semi-conducteurs. Grâce à leurs propriétés exceptionnelles (dureté élevée, module d'élasticité élevé, résistance à l'usure, isolation thermique, résistance à la corrosion, faible dilatation, etc.), elles entrent dans la composition de composants pour les machines de polissage du silicium, les équipements de traitement thermique épitaxial/d'oxydation/diffusion, les machines de lithographie, les équipements de dépôt, les équipements de gravure des semi-conducteurs et les machines d'implantation ionique. Les dispositifs semi-conducteurs requièrent un grand nombre de composants céramiques de précision. Parmi les céramiques utilisées dans la fabrication d'équipements pour semi-conducteurs, on trouve l'alumine, la zircone, le nitrure de silicium, le nitrure d'aluminium, le carbure de silicium et l'oxyde d'yttrium. Dans le secteur des équipements pour semi-conducteurs, les céramiques de précision représentent environ 16 % de la valeur totale. Ces équipements sont un maillon essentiel de la chaîne de valeur de l'industrie et la pierre angulaire de la production de semi-conducteurs. Selon les dernières prévisions de SEMI, le chiffre d'affaires mondial des équipements pour semi-conducteurs devrait se situer entre 87 et 87,4 milliards de dollars en 2023, et atteindre 100 milliards de dollars en 2024.

Avec le développement vigoureux de l'industrie nationale des semi-conducteurs, les fonderies de plaquettes ont construit des usines en Asie du Sud-Est, ce qui a conduit à l'amélioration des matériaux et équipements de soutien aux semi-conducteurs, à une réorientation des ressources de la chaîne d'approvisionnement étrangère vers le marché national, mais aussi à l'émergence de nombreux excellents fabricants locaux d'équipements pour semi-conducteurs. Dans le contexte du développement national, la demande de pièces céramiques de précision pour équipements pour semi-conducteurs augmentera.

De par leur rôle et leur importance dans les équipements pour semi-conducteurs, les composants en céramique de pointe doivent répondre aux exigences de performance globales de ces équipements, notamment en matière de propriétés mécaniques, thermiques, diélectriques, de résistance aux acides et aux bases, ainsi qu'à la corrosion par plasma. Ils doivent également satisfaire aux exigences de haute précision, car ces composants sont généralement situés à proximité immédiate de la plaquette, voire en contact direct avec elle. Par conséquent, le contrôle des ions et particules métalliques à leur surface est extrêmement rigoureux. De plus, la production de composants en céramique pour dispositifs semi-conducteurs étant soumise à une certification OEM (Original Equipment Manufacturer), ce secteur est soumis à un niveau d'exclusivité très élevé. Enfin, dans le domaine du conditionnement et du test des semi-conducteurs, les matériaux céramiques peuvent également être utilisés pour les revêtements de boîtiers de dispositifs semi-conducteurs de puissance et les cartes de test.

La chaîne de valeur de l'industrie des céramiques semi-conductrices comprend le traitement des plaquettes de semi-conducteurs, les dispositifs semi-conducteurs de puissance, l'encapsulation et les tests des entreprises d'application en aval ; les équipements de lithographie, d'oxydation-diffusion, de gravure, de gravure à sec, d'implantation ionique, de dépôt de couches minces, de PVD, de CVD, de dépôt de couches atomiques (ALD), de polissage chimico-mécanique et de recuit laser des entreprises d'équipements semi-conducteurs haut de gamme ; les équipements de préparation de poudres, mélangeurs, ponceuses, machines à trois rouleaux, équipements de granulation par pulvérisation, machines de moulage par injection, machines de coulée, équipements de laminage, équipements de pressage à sec, moulage par injection de coulis, équipements de pressage isostatique, équipements de sérigraphie, équipements de dégraissage, équipements de frittage, machines CNC, fraiseuses, équipements de polissage, équipements de sablage, équipements de brasage sous vide et outillage des entreprises d'équipements et d'accessoires de production ; Pièces en céramique (bras de manipulation, mandrin électrostatique, élément chauffant en céramique, bague de revêtement, buse, chambre, carte de sonde, éclat de céramique...etc.), céramiques d'alumine, céramiques poreuses, céramiques de zircone, céramiques de nitrure d'aluminium, céramiques de nitrure de silicium, céramiques de carbure de silicium, céramiques de carbure d'aluminium et de silicium...etc.