先进陶瓷材料性能及国产替代空间如何？

先进陶瓷材料性能优异，半导体应用壁垒较高。

先进陶瓷材料性能优异，氧化物市场占比最大。陶瓷材料具备优良材料特性，与金属材料、高分子材料并列为当代“三大固体材料” 。先进陶瓷材料属于陶瓷材料的一种，其优良的物理、化学和生物等性能与普通陶瓷有极大差别，源自其原材料、制造工艺和精加工过程的更高技术标准。 按照材料，先进陶瓷材料主要分为氧化物、氮化物和碳化物陶瓷等，其中，氧化物陶瓷（尤其是氧化铝陶瓷）研究和产业化应用最早，目前应用领域最为广泛，使用规模最大。 按照用途，先进陶瓷材料主要分为结构陶瓷（具有强机械性能、耐腐蚀等理化特性）、功能陶瓷（具有电、磁等特性）。

先进陶瓷半导体应用壁垒较高。半导体设备由腔室内和腔室外组成，陶瓷大部分用在离晶圆更近的腔室，先进陶瓷零部件在半导体领域产业化必须满足先进陶瓷材料性能、硬脆难加工材料精密加工、加工后的新品表面处理等三方面严苛要求。

静电卡盘主要用于吸附晶圆。静电卡盘主要利用静电场产生的库仑力来吸附晶圆，同时可实现快速加热以及加载射频功率调节等离子体状态的作用，具有高稳定性、低颗粒性、控温良好等优点，现已广泛应用于等离子和真空环境下的半导体工艺过程，如刻蚀、化学气相沉积、离子注入等。

陶瓷材料对于静电卡盘至关重要。静电卡盘主要包括介电层、电极、静电卡盘主体结构，典型的静电卡盘系统是三明治结构，上下两层作为电极，中间夹着一层电介质，实际应用中，圆片充当上表面的电极，下电极和电介质被整合制造在一个部件中。部分静电卡盘从基座到整个工作层都是陶瓷材料，中间电极和加热材料是金属，通过多层技术实现，部分静电卡盘的基座是金属材料，部分静电卡盘是在铝合金基体上面喷一层陶瓷绝缘层。

静电卡盘设计和制造难度较高。静电卡盘对晶圆的加持力需要非常均匀，同时温场均匀度要求非常高，从设计到制造都具有很高难度。一方面，静电卡盘内部有很多功能层，厚度等方面要求精细，烧结过程的多层金属、陶瓷共烧技术，以及高精度加工技术等要求都非常高。另一方面，静电卡盘表面需要进行凸点设计和制造，技术难度较高。

中国泛半导体先进结构陶瓷市场前景广阔。根据弗若斯特沙利文数据，2021年中国先进结构陶瓷市场中，泛半导体设备占比35%，半导体设备占比22%；2023E全球/中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模分别为423亿元、87亿元，2022E-2026E全球/中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模CAGR分别为7%、14%。半导体产业链“卡脖子”产品方面，根据弗若斯特沙利文数据，2023年全球陶瓷加热器/静电卡盘/超高纯碳化硅套件市场规模保守估计分别为42~57亿元、36~42亿元、15~19亿元，中国大陆市场规模保守估计分别为10~13亿元、7~8亿元、4~5亿元。

日资企业先进陶瓷实力领先。日本在先进陶瓷产业化方面占据领先地位，日资企业在全球先进陶瓷领域约占50%的市场份额。美国高温结构先进陶瓷材料发展良好，在航空航天、核能领域应用领先。欧洲在机械装备先进陶瓷领域处于领先地位，产业重点是发电设备中的新型材料技术。全球先进陶瓷材料零部件供应商中，京瓷集团、日本碍子、日本特殊陶业、摩根先进材料、CeramTec、CoorsTek等发展历史悠久，产品种类、经营规模、技术实力等方面均处于全球领先地位。

半导体先进结构陶瓷零部件国产替代空间广阔。我国先进陶瓷产业起步较晚，根据弗若斯特沙利文数据，2015年中国先进结构陶瓷国产化率仅约为5%，2021年已提升至约20%，在半导体领域，2015年中国大陆国产半导体设备的先进结构陶瓷零部件基本完全依赖进口，2021年国产化率提升至约19%，国产替代空间广阔。