瑞士SPT：沒有這門“法寶”，陶瓷劈刀做不到第一！

在半導體設備用精密陶瓷部件市場中，半導體陶瓷劈刀作為關鍵細分領域，其市場規模將從2024年的5.0億美元增長至2031年的8.2億美元，復合年均增長率高達7.2%，顯著高于整體市場增速，表明該細分領域具有更強的成長性和戰略價值。

從產業競爭格局審視，我國半導體陶瓷劈刀市場呈現嚴重的進口依賴特征，國產化率僅為10%，進口產品占據90%的市場份額。瑞士SPT、美國K&S、美國Coorstek等國際巨頭憑借技術先發優勢和品牌壁壘，長期壟斷高端市場。其中，瑞士SPT作為世界集成電路封裝工具行業的領導者，2024年劈刀營收達14億元，位居前列。據統計，瑞士SPT公司目前已占據全球高端市場約60%的份額。

SPT：從鐘表寶石到CIM專家

SPT 1890年在瑞士利斯成立，是一家名不經傳的小作坊，為鐘表業生產鐘表寶石和工業紅寶石，主要是為精密鐘表加工寶石軸承。

這種軸承是機械表的核心部件之一，需要承受持續的摩擦與壓力，對耐磨性和精度要求極高。正是這種苛刻的應用場景，鍛造了SPT對“精度”和“耐磨材料”積累了深刻的理解。

1974年，SPT在美國加利福尼亞州設廠，正式進入半導體領域，開始生產模具和線束工具。1976年使用CIM（陶瓷注射成型）工藝生產第一批陶瓷劈刀和精密零件。

如今，SPT已成長為一家全球性企業，在歐洲、北美、亞洲等地擁有約1000名員工，業務遍及全球。

陶瓷注射成型技術：SPT制勝”法寶”

陶瓷劈刀是一種具有垂直方向孔的軸對稱的陶瓷工具，屬于精密微結構陶瓷部件。其結構十分精密復雜，除了金線直徑WD、金球、鍵合力和超聲振幅外，陶瓷劈刀的關鍵尺寸也會影響引線鍵合的效果。關鍵尺寸包括尖端直徑、內孔徑、內切角直徑、內切斜面角度、錐芯角度、外倒圓半徑、工作面角度等。整個生產過程工藝復雜，且對精度有著非常嚴苛的要求。

而對于陶瓷劈刀的制備，陶瓷粉末注射成型技術（CIM）無疑是最適合的工藝路徑。

陶瓷注射成型技術是將塑料成型方法與陶瓷成型工藝相聯合而新生出來的一種制備具有特殊要求的精密結構部件的新工藝。傳統的成型技術（干壓成型和凝膠注成型等）無法成型高質量要求的精密陶瓷結構件，也難以保證成型樣品的高精度，最終達不到實際使用的要求。

陶瓷注射成型工藝，來源：SPT

與傳統成型方式相比，陶瓷注射成型技術具有以下優點：

1 可大批量的生產小型的、精密、三維形狀復雜的特種陶瓷制件；

2 成型產品生坯密度均勻，強度高，產品致密度可達99.8％；

3 成型出的陶瓷產品具有極高的尺寸精度和表面光潔度，表面光潔度可達5μm；

4 成型過程機械化和自動化程度高、生產效率高、成型周期短、坯件強度高、制備成本低。

SPT掌握了獨一無二的陶瓷注射成型工藝，它們專注于小型、復雜和精密部件的成型陶瓷，能夠生產最小內孔直徑只有15微米、壁厚僅10微米的微型零件。要知道人類發絲的直徑大約為75微米，這就意味著SPT生產的零件精度，達到了頭發絲的幾分之一。

可見，在零部件精度方面，SPT可謂做到極致。更重要的是，這種精度在大批量生產中具備高度可重復性，確保每個出廠的陶瓷劈刀都能滿足半導體封裝對一致性的嚴苛要求。

對于陶瓷劈刀這類耗材而言，成本控制很重要。CIM工藝可實現大批量生產，相比傳統成型技術，CIM大幅減少了材料浪費和后續工序，能最大程度優化成本。同時，CIM工藝可提供高速的設計自由，復雜的內腔結構、微小的通孔、精細的表面特征，都可以通過模具設計一次性實現。這正是陶瓷劈刀內部那個連接焊線通道得以精密成型的關鍵。

在材料選擇上，SPT掌握的陶瓷材料涵蓋了高純度氧化鋁、氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁（ZTA）和多晶紅寶石等高性能陶瓷。每種材料都可根據應用需求進行定制化的配方設計，以滿足不同的機械性能、耐磨性和熱穩定性要求。

SPT使用CIM工藝生產的精密陶瓷部件主要應用在以下領域：

醫療和牙科技術

CIM工藝生產用于醫療和牙齒正畸用的超精密、氧化物陶瓷微型部件，經濟成本降低的同時，該工藝在幾何形狀和材料特性方面提供了高度的設計自由。

高精密陶瓷噴嘴

CIM工藝的塑形能力是生產高精度噴嘴的理想選擇，對后處理的要求最低，在微米級公差范圍內的重復性批量生產，產品具備高硬度、抗磨損、尺寸穩定性高等特點。

用于工業領域的陶瓷部件

CIM工藝生產超精密的小零件成本低，在幾何形狀和材料特性方面具有最大的設計自由。通過這種方式，可生產出陶瓷導盤、陶瓷梳子、陶瓷軸承、陶瓷插銷等產品，廣泛應用于各領域的工業生產中。

SPT陶瓷劈刀產品能夠領先全球，CIM技術正是其最核心的護城河。作為一家在精密制造領域耕耘了超過百年的瑞士企業，SPT完善了復雜的CIM工藝并實現了最大的效率，造出了性能、壽命和一致性都遠超同行的陶瓷劈刀，讓“SPT”這個名字，成為了高品質陶瓷劈刀的代名詞。同時它也是使用陶瓷注射成型（CIM）工藝開發和制造定制的高精度陶瓷零件的技術領導者。

來源：
嗅嗅觀察（視頻）：從一家小作坊出來的零件，快100年了還無人能替代
天瑞豐年：半導體封裝關鍵耗材——陶瓷劈刀的投資機會
宮在磊等：微電子領域中陶瓷劈刀研究與應用進展
SPT小精密工具：SPT：生產具有批次質量高度一致性的微型精密陶瓷
高華研究所：半導體結構陶瓷項目｜崔本倉
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