中国粉体网讯 聚焦环是放置在晶圆外部、直接接触晶圆的重要部件，通过将电压施加到环上以聚焦通过环的等离子体，从而将等离子体聚焦在晶圆上以提高加工的均匀性。
传统的聚焦环由硅或石英制成，随着集成电路微型化推进，集成电路制造对于刻蚀工艺的需求量、重要性不断增加，刻蚀用等离子体功率、能量持续提高，尤其是电容耦合（CCP）等离子体刻蚀设备中所需等离子体能量更高，因此碳化硅材料制备的聚焦环使用率越来越高。
除了碳化硅材料，碳化硼陶瓷材料也是聚焦环的热门研究材料。
早在2022年，有媒体报道，三星电子正在研发取代碳化硅聚焦环的新材料。业界消息指出，硬度表现优秀的碳化硼成为三星有力备选方案。
初始研究发现，碳化硼环表面出现颗粒，这是需要克服的可靠性问题之一，后期三星电子还需要具体衡量其替代的经济可行性。有消息称，SK海力士更早进行了相关研究并推广了B4C环的使用，但考虑到成本等因素仍待定采用。
2025年8月7日，在湖北实验室亮点科技成果发布暨转化路演活动上，湖北隆中实验室3项科技成果发布。其中，“芯片刻蚀用新一代长寿命碳化硼陶瓷聚焦环技术”聚焦半导体制造中核心刻蚀设备的关键零部件聚焦环，开发了新一代长寿命碳化硼陶瓷聚焦环，耐反应离子刻蚀性能提升30%。
据湖北隆中实验室副研究员李彬介绍，他们成功研制出国内首个面向刻蚀机的新一代长寿命碳化硼陶瓷聚焦环，该成果耐刻蚀性能提升30%，服役寿命超过30天，显著优于主流碳化硅聚焦环（15～20天），同时保持优异的热稳定性和力学性能，技术达到国际领先水平。
“这项技术不仅大幅延长了关键部件寿命，还能降低刻蚀工艺成本约20%，提升芯片制造效率与产能，助力半导体企业降本增效。”目前，该成果已与相关单位开展联合测试，有望重塑全球半导体核心部件市场格局。
湖北隆中实验室是湖北省组建的10家湖北实验室之一。2021年9月武汉理工大学与襄阳市签订共建湖北隆中实验室框架协议，依托武汉理工大学牵头组建，华中科技大学、东风汽车集团有限公司、湖北航天化学技术研究所等15余家高等院校、科研院所、重点企业参与建设，2022年7月挂牌运行。实验室聚焦新型陶瓷与智能复合材料、新能源汽车用新材料等四大方向，致力于为汽车产业转型升级提供科技支撑。
来源：湖北隆中实验室官网
截至目前，隆中实验室已建成特种陶瓷关键零部件、钙钛矿光电子器件、新能源汽车轻量化设计与制造技术等6条中试线和11个中试基地，全面覆盖从材料研发到成品产出的关键环节。
中试平台的坚实支撑，让创新成果加速走向市场、赋能产业。在半导体领域，“新一代长寿命碳化硼陶瓷聚焦环”，可将刻蚀设备关键部件使用寿命提升30%，有效降低芯片制造成本；在新能源汽车领域，“高强铝合金构件短流程成形技术”使生产成本降低70%，已成功切入多家车企零部件供应链；“发电-采光-隔热一体化光伏玻璃制备关键技术及应用”，通过“蒸镀+喷雾”工艺和可调透光率设计，在保障车内采光与隔热的同时，能为车辆控制系统全天候供电，助力新能源汽车智能化变革。
来源：湖北隆中实验室
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（中国粉体网编辑整理/空青）
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