陶瓷和半导体的关系——为什么没有陶瓷,就没有真正的半导体制造?
提到半导体,人们往往想到的是芯片、硅片、制程工艺,却很少注意到一个“幕后英雄”——精密陶瓷。 事实上,从晶圆制造到封装测试,从设备运行到长期稳定性,陶瓷材料贯穿了整个半导体产业链。 可以说:没有高性能陶瓷,就没有高可靠性的半导体。
半导体制造是一项对材料要求极其苛刻的工业活动,核心需求包括:
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超洁净(不能释放金属离子)
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高绝缘(避免电干扰与击穿)
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耐高温(工艺温度动辄上千度)
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耐腐蚀(等离子体、腐蚀性气体)
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高尺寸稳定性(微米级公差)
而这些,恰恰是精密陶瓷最擅长的领域。
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▶ 1. 半导体设备用陶瓷 ——“设备的骨架和神经系统”
在晶圆制造设备中,大量核心部件由陶瓷制成,例如:
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真空腔体陶瓷部件
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陶瓷加热盘
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陶瓷支撑件、定位件
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等离子体环境陶瓷部件
👉 这些部件必须长期在高温、高真空、强等离子体环境下稳定运行,金属根本无法胜任。

▶ 2. 半导体封装中的陶瓷 ——“芯片的安全外壳”
在功率半导体和高可靠性封装中,陶瓷基板是关键材料:
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氮化铝陶瓷基板(高导热)
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氧化铝陶瓷基板(高绝缘)
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DBC / DPC 陶瓷基板
应用于:
IGBT 模块、功率芯片、汽车电子、轨道交通、航空航天等。
👉 陶瓷让芯片在高功率、高电压环境中安全工作。

▶ 3. 半导体测试与制造辅材中的陶瓷
在测试、搬运和辅助系统中,陶瓷同样无处不在:
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晶圆搬运陶瓷手臂
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精密陶瓷定位销
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陶瓷导轨、导向件
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测试夹具陶瓷结构件
优势:
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不导电
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不污染
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精度长期稳定

| 关键要求 | 金属材料 | 精密陶瓷 |
|---|---|---|
| 绝缘性 | 差 | 极佳 |
| 洁净度 | 易析出金属离子 | 高度惰性 |
| 耐高温 | 有限 | 1000℃+ |
| 耐腐蚀 | 易腐蚀 | 极强 |
| 尺寸稳定性 | 易热变形 | 非常稳定 |
| 使用寿命 | 中等 | 极长 |
在半导体领域,“稳定”比“便宜”更重要。

随着制程节点不断缩小、功率密度不断提高,半导体行业对陶瓷提出了更高要求:
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更高纯度
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更低颗粒释放
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更高加工精度
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更稳定的批量一致性
这也推动了精密陶瓷加工技术的快速发展:
✔ 超精密磨削与抛光
✔ 激光精细加工
✔ 高致密烧结与表面处理
✔ 非标结构定制
半导体是现代工业的核心,而陶瓷,是支撑半导体稳定运行的基础材料之一。
它不直接参与运算,却决定了芯片能否安全、高效、长期工作。
对于半导体设备与电子企业而言,
选择合适的陶瓷材料与可靠的加工伙伴,就是在为产品稳定性投资。
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