晶圆厂扩建叠加新兴需求 我国静电卡盘行业迈入多场景驱动的黄金发展期

前言：

静电卡盘（E-Chuck）作为半导体前道工艺设备中的核心零部件，凭借其无损吸附、高精度温控等独特优势，在晶圆制造过程中扮演着不可替代的角色。当前，我国静电卡盘行业正迎来多重利好共振：一方面，受益于国内12英寸晶圆厂的大规模投建，2024年中国内地量产晶圆厂已达62座，预计2027年晶圆代工厂数量将增至71座，为静电卡盘带来刚性的新增需求与存量替换空间；另一方面，应用边界正从传统半导体向光伏、Mini/Micro LED、医疗器械等新兴领域加速拓展，光伏搬运设备年增速超20%、Mini/Micro LED封装设备年增25%，为行业打开新的增长极。

与此同时，技术迭代持续提速——温控分区数量突破100区、氮化铝等耐高温材料加速应用、AI自适应控制逐步落地，推动产品性能向更高精度演进。据测算，2024年全球静电卡盘市场规模约20.04亿美元，预计2028年将增至24.11亿美元；若按40%占比估算，届时我国市场规模有望接近10亿美元。在政策支持、下游扩产、技术升级与国产替代四重驱动下，我国静电卡盘行业正步入从验证导入到批量交付的关键爬坡期。

1、静电卡盘（E-Chuck）定义

根据观研报告网发布的《中国静电卡盘行业发展趋势分析与未来前景预测报告（2026-2033年）》显示，卡盘是一种常见的夹紧装置，主要用于固定工件以便进行加工、测量、装配等操作。卡盘可以根据其工作原理、结构形式、夹紧方式等方面的不同，分为多种类型，常见的卡盘类型包括：机械卡盘、真空卡盘、静电卡盘等。其中静电卡盘由于其对工件损伤小、精度高等特点，被广泛运用于半导体制造工艺等需要精密加工的场景。

卡盘分类及特点

资料来源：观研天下整理

静电卡盘（E-Chuck）是利用静电吸附原理将待加工晶圆吸附在其表面，并且可以通过背吹气体来控制晶圆表面温度的设备，其主要由介电层、电极层、基底层三大部分组成。这三个部分以层状结构由表向里堆叠而成，内部还镶嵌有电极柱、气体通道、粘结材料等部分。

静电卡盘结构

资料来源：日本特殊陶业

2、晶圆厂大规模建设及新兴应用场景拓展，我国静电卡盘行业下游需求刚性增长

受益于晶圆厂在中国大陆大规模投建，中国大陆成为半导体设备市场规模增长最快的地区，进而推动静电卡盘市场的快速增长。根据数据，2024年中国半导体行业市场规模达到5.17万亿元，持续保持增长态势；中国内地处于量产阶段的12英寸晶圆厂（包含外资企业）已达62座，预计2026年国内12英寸晶圆厂量产数量将突破70座，对应的月产能将增长至321万片。与此同时，国内晶圆代工厂的建设步伐同样提速，据SEMI统计及预测，国内已投产及在建的晶圆代工厂数量将实现跨越式增长，从2024年的29座大幅增至2027年的71座。静电卡盘作为消耗品，使用寿命一般不超过两年，这意味着不仅新产线建设带来增量需求，存量市场的替换需求同样可观。

数据来源：观研天下整理

数据来源：观研天下整理

除了传统半导体领域外，静电卡盘的应用边界正在向光伏、新型显示、医疗器械等新兴领域延伸，为行业带来新的增长极。

在光伏领域，随着TOPCon、HJT等高效电池技术进入大规模产业化阶段，生产过程中对硅片的自动化搬运需求激增。由于硅片日趋薄片化（目前主流硅片厚度已降至130μm-150μm），传统机械夹持方式易造成碎片，而静电卡盘凭借其非接触式、无损吸附的特性，成为自动化搬运系统的理想选择。据行业数据，光伏领域对晶圆搬运设备的需求年增速超过20%，这一趋势正推动静电卡盘从“半导体专用”向“泛半导体通用”转型。

在新型显示领域，Mini/Micro LED封测环节对精度的要求达到了微米级。封装设备在处理这些微型发光芯片时，必须实现极高的定位精度与平面平整度，静电卡盘的超薄设计和均匀吸附能力恰好契合这一需求。当前，Mini/Micro LED封装设备市场以25%的年增速扩张，成为静电卡盘技术迭代与规模应用的重要试验场。

而在医疗器械领域，显微手术器械的精密化趋势催生了对微型静电卡盘的需求。例如，在眼科手术、神经外科显微操作中，需要稳定夹持微米级的组织或器械，传统真空吸附已难以满足精度与安全性要求。目前，这一细分市场的国产化率尚不足5%，但由于技术门槛高、客户粘性强，一旦形成突破，将具备极高的壁垒与利润空间。

3、技术迭代加速，性能升级驱动静电卡盘行业产品革新

此外，随着半导体制造精度要求持续提升，倒逼静电卡盘技术不断演进。具体表现为以下几个方向：

（1）温控分区数量提升

在半导体工艺中，晶圆表面温度分布均匀性直接影响良率。传统静电卡盘温控区数量有限，难以满足更严苛的均热性要求。2000年前后，分区温控区数量一般为2区；2000年至2005年期间增至4区；而在现阶段，已有超过100温区的静电卡盘产品被研发生产并投入实际应用。通过增加温控分区数量，对每一温控区进行单独温度控制，可显著提升晶圆整体均热性，提高半导体工艺良率。

（2）材料体系升级

第三代半导体（SiC、GaN）加工温度超300℃，倒逼氮化铝（AlN）、碳化硅（SiC）等耐高温材料的研发与应用。采用掺杂Al₂O₃或AlN的陶瓷材料（介电常数>9），可降低驱动电压需求（JR型仅需500-800V），同时提升击穿强度（>20kV/mm）。

（3）智能化控制

行业龙头已推出集成AI算法的自适应静电卡盘，实时调节吸附参数以应对工艺波动。多区域独立控制技术通过分区电极设计，实现各区域电源根据晶圆形变、温度分布等实时数据动态调整输出电压与极性，达到局部吸附力的毫秒级修正。

这些技术进步不仅满足了先进制程对精度的严苛要求，也为国内企业提供了技术追赶的赛道——在材料配方、结构设计、制造工艺等方面形成一体化竞争能力的企业将获得更强竞争优势。

4、我国静电卡盘行业市场规模持续增长，预计2028年市场规模将接近10亿美元

在上述因素影响下，我国静电卡盘行业市场规模持续增长。根据数据，2024年，全球静电卡盘市场规模约20.04亿美元，预计2028年市场规模将增长至24.11亿美元，2024-2028年CAGR约4.73%。假设国内市场占全球市场的40%，估算2028年我国静电卡盘市场规模将达到9.64亿美元。

数据来源：观研天下整理（WYD）