近幾年來，半導體產業發展越來越火熱，與第一代、第二代半導體材料（Si、CaAs）不同，第三代半導體材料（SiC、GaN等）具有高頻、高效、高功率、耐高壓、抗輻射等諸多優勢特性，主要應用在5G、新能源車、充電樁、光伏、軌道交通等領域的核心部件上，而以上領域都是國家重點發展的方向。
當前在第三代半導體材料領域，國內廠商起步與國外廠商相差不多，且滲透率較低，國產替代空間巨大，因此第三代半導體被視為有望實現技術彎道超車的重大機遇，受到國家各項政策的推動，而其中，半導體零部件是決定我國半導體產業高質量發展的關鍵領域。
什么是半導體零部件？
半導體零部件是指在材料、結構、工藝、品質和精度、可靠性及穩定性等性能方面達到了半導體設備及技術要求的零部件，如O型密封圈（O-Ring)、傳送模塊（EFEM)、射頻電源(RFGen)、靜電吸盤(ESC)、硅(Si)環等結構件、真空泵(Pump)、氣體流量計(MFC)、精密軸承、氣體噴淋頭(ShowerHead)等。
半導體設備共有8大核心子系統，包括氣液流量控制系統、真空系統、制程診斷系統、光學系統、電源及氣體反應系統、熱管理系統、晶圓傳送系統、其他集成系統及關鍵組件，每個子系統亦由數量龐大的零部件組合而成。零部件的性能、質量和精度直接決定著設備的可靠性和穩定性，半導體設備零部件加工要求高，占設備總支出的70%左右，以刻蝕機為例，十種主要關鍵部件占設備總成本的85%。半導體設備決定一個國家的半導體制造水平，而半導體零部件則決定半導體設備的運行水平，是半導體設備的基石，同樣也是目前“卡脖子”嚴重的領域。
半導體零部件支撐起數倍大的芯片制造產業
半導體零部件的主要分類
半導體零部件是半導體設備的關鍵構成，據不完全統計，目前行業里關于半導體零部件的種類劃分尚未形成標準，目前主要有以下幾種分類方法。
1.按典型集成電路設備腔體內部流程分類
這種分類方式可將半導體零部件分為五大類：電源和射頻控制類、氣體輸送類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類。
①電源和射頻控制類：包括射頻發生器和匹配器、直流/交流電源等；
②氣體輸送類：包括流量控制器、氣動部件、氣體過濾器等；
③真空控制類：包括干泵/冷泵/分子泵等各種真空泵、控制閥/鐘擺閥等各類閥件、壓力計以及O-Ring密封圈；
④溫度控制類：包括加熱盤/靜電吸盤、熱交換器及升降組件；
⑤傳送裝置類：包括機械手臂、EFEM、軸承、精密軌道、步進馬達等。
2.按半導體零部件的主要材料和使用功能分類
這種分類方式可將其分為十二大類，包括硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件以及其他部件。
其中，各大類零部件還包括若干細分產品，例如在真空件里就包括真空規（測量工藝真空）、真空壓力計、氣體流量計(MFC)、真空閥件、真空泵等多種關鍵零部件。
3.按半導體零部件服務對象分類
這種分類方式可將半導體核心零部件分為兩種，即精密機加件和通用外購件。
其中，精密機
而通用外購件則是一些經過長時間驗證，得到眾多設備廠和制造廠廣泛認可的通用零部件，更加具有標準化，會被不同的設備公司使用，也會被作為產線上的備件耗材來使用，例如硅結構件、O型密封圈(O-Ring)、閥門、規(Gauge)、泵、氣體噴淋頭(Showerhead)等，由于這類部件具備較強的通用性和一致性，并且需要得到設備、制造產線上的認證，因此國產化難度較高。
幾大關鍵系統的核心零部件
下表總結了在設備及產線上應用數量較多的主要零部件產品以及其主要服務的半導體設備。
主要零部件產品及其主要服務的半導體設備
半導體零部件的產業特點及發展現狀
從地域分布看，半導體設備零部件市場主要被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣地區的少數企業所壟斷，國內廠商起步晚，國產化率較低。目前石英、噴淋頭、邊緣環等零部件國產化率僅達到10%以上，射頻發生器、MFC、機械臂等零部件的國產化率在1%-5%，而閥門、靜電卡盤、測量儀表等零部件的國產化率不足1%，國產替代空間較大。
半導體核心零部件的產品類別及主要供應商
半導體核心零部件與半導體原材料一樣，盡管市場規模小，卻決定了半導體設備的核心構成、主要成本、優質性能等，通常具有高技術密集、學科交叉融合、市場規模占比小且分散，但在價值鏈上卻舉足輕重等特點。
產業發展主要表現為以下幾點：
1.尖端技術密集，要求苛刻
相比于其他行業的基礎零部件，半導體零部件由于要用于精密的半導體制造，其尖端技術密集的特性尤其明顯，有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復雜、要求極為苛刻等特點。由于半導體零部件的特殊性，企業生產經常要兼顧強度、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求，對關鍵零部件在原材料的純度、原材料批次的一致性、質量穩定性、機加精度控制等方面要求就更高，造成了極高的技術門檻。
國內主要半導體零部件技術難點
例如隨著半導體加工的線寬越來越小，光刻工藝對極小污染物的控制苛刻到極致，不光對顆粒嚴格控制，嚴控過濾產品的金屬離子析出，這對半導體用過濾件生產制造提出了極高的要求。目前半導體級別濾芯的精度要求達到1納米甚至以下，而在其他行業精度則要求在微米級。同時半導體用過濾件還需要保障的一致性，以及耐
半導體設備濾芯
2.多學科交叉融合，需求材料復合應用
半導體零部件種類多，覆蓋范圍廣，產業鏈很長，其研發設計、制造和應用涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀器等跨學科、多學科的交叉融合。
以半導體制造中用于固定晶圓的靜電吸盤為例，一是其本身是以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料，但同時還需加入其他導電物質使得其總體電阻率滿足功能性要求，對于材料多性能復合提出要求；二是陶瓷層和金屬底座結合要滿足均勻性和高強度的要求，因此對陶瓷內部有機加工構造精度要求高；三是靜電吸盤表面處理后要達到0.01微米左右的涂層，同時要耐高溫，耐磨，使用壽命大于三年以上，因此，對表面處理技術的掌握與應用的要求也比較高，可見制造一件滿足半導體制造要求的精密部件需要涉及的學科多廣。
靜電吸盤（ElectrostaticChuck，ESC）作用過程
3.種類繁多，市場極為細分
相比半導體設備市場，半導體零部件市場更細分，碎片化特征明顯，單一產品的市場空間很小，同時技術門檻又高，因此少有純粹的半導體零部件公司。所以，國際領軍的半導體零部件企業通常以跨行業多產品線發展策略為主，半導體零部件往往只是這些大型零部件廠商的其中一塊業務。
例如MKS儀器公司，在氣體壓力計/反應器、射頻/直流電源、真空產品、機械手臂等產品線均占據其主要市場份額，除了半導體行業的應用，還廣泛地應用于工業制造、生命與健康科學等領域。
總而言之，目前我國在半導體零部件核心產品上仍然無法做到“自主可控”，除了起步晚、長期不重視、技術門檻高等原因外，也有國內半導體產業鏈不完善，國外成熟產品壟斷市場，上下游供應穩定，半導體設備廠商不愿意貿然切換供應體系的原因，呈現一種“內外交困”的局面，想要破局，仍舊任重而道遠。