半导体又一个卡脖子设备—风囊泵

疫情三年，各行各业受疫情之殇久已，其中半导体行业去年全球芯片短缺引发了前所未有的供应链危机。我国半导体行业依然处于受制于人的状态，除了我们熟知的光刻机、蚀刻机之外，其中有个泵体设备在半导体生产产业链中起着不可或缺的作用，那就是风囊泵，专门输送高纯度耐酸碱的一种非金属泵体。由于种种原因，国外的风囊泵品牌现在很难买到，货期半年以上，即使能买到了，价格也是特别昂贵。已经难倒了众多的半导体设备生产企业。

在半导体这个领域，中国需要挑战的是，西方上百年积累起来的工业体系。自1957年，晶体管之父肖克利的八个门徒，在硅谷创立仙童半导体公司，并开发出人类历史上第一块集成电路，硅谷因此成为全世界半导体技术的发源地，一直延续至今。半导体是一个庞大的产业，从大类上讲，包括集成电路（IC）、光电子、分离器和传感器等，目前整个半导体生态系统仍是牢牢的锁定在美国的手上。欧洲、日本和美国再次意识到半导体制造业的不可或缺和无处不在的主导地位。目前欧洲、日本和美国正在制定新的政策来重建其国内半导体制造基地，以减轻所涉及的巨大地缘政治和经济风险。

为什么一个看不起眼的风囊泵也能卡脖子？

半导体“湿式蚀刻”工艺是一种利用液体化学物质或蚀刻剂从晶圆上去除材料的蚀刻工艺，通常采用晶圆上的光刻胶掩模定义的特定图案。进行蚀刻的介质主要是强碱、强酸等腐蚀性流体，流体输送固然会用到泵。传统的金属基体肯定无法实现，这里就出现了以PTFE为基材的泵浦。PTFE俗称为塑料王，作为常规应用场景，PTFE的纯度可能不需要很高的级别，但是应用于半导体行业，对液体的纯净度要求是非常严苛的，这里不在重点讲述。因受限于PTFE材料纯度限制及风囊泵制作工艺精度、专利等，目前中国市场现阶段是无法很快实现生产体系，这也将加剧了半导体行业整体被卡脖子。

风囊泵的运行原理是什么？

风囊泵顾名思义是采用压缩空气为动力，内部囊体往复运动，带动液体输送的一种泵体。风囊的泵腔分为两个工作腔，每个工作腔分为气相工作腔和液相工作腔两部分，压缩空气进入泵的气相工作腔后，压缩风囊变形移动，通过换向阀控制压缩空气依次进入两个气相工作腔工作，利用液相腔的交替吸液排液，实现对液体的输送。

国内风囊泵产业概况

目前国内市场上主流的风囊泵品牌有：美国白骑士、日本易威奇、法国PFA、台湾帝隆等，岩木科技等等。
大部分都是国外品牌，真正国内自主品牌寥寥无几。据业内人士透露，美国白骑士和日本易威奇这两家老牌风囊泵在中国市场占有率达到70%左右。但受疫情及其它因素影响，上述这几个国外品牌的风囊泵供货期非常长，有的型号甚至需要等一两年才能供货，价格也是居高不下。这严重影响到了国内半导体及光伏企业的生产进度。也导致上述几个国外品牌的风囊泵市场份额逐年递减。

目前市场上真正实现国内自主研发的风囊泵企业寥寥无几。目前比较成规模的也就岩木科技一家。经行业研究报告分析2021年全球风囊泵市场销售额达到了亿美元级，预计2028年将实现增长率70%（2022-2028）。半导体行业向中国转移的大趋势不会改变，另一方面，国家也正进一步加大支持和投入。岩木科技采用的是台湾风囊泵的核心技术，旗下风囊泵有CF系列（替换易威奇）、WF系列（替换白骑士、帝隆）、KF系列、AF系列等。产品主要零配件均已实现自主研发跟量产，其供货期和价格比国外品牌更有优势。

结尾：

我们要摆脱卡脖子的困境还很需要一段时间。雄关漫道真如铁，而今迈步从头越！这是一个巨大的挑战，也是巨大的机遇。是中国向高端制造突破过程中，一定要迈过去的坎。中国加油！

审核编辑 黄昊宇