国内精密部品メーカーがブレークスルーを達成、ASMLに超高精度SUS304部品を供給

深センKGL電気機械は、26年にわたる専門知識を活かし、EUVリソグラフィ装置向けに0.01mm精度のステンレス鋼部品を提供しています。

業界特派員による記事

深セン – 深センKGL電気機械有限公司がASMLのエリートグローバルサプライチェーンに加わり、同社の高度な半導体製造ハードウェア向けに、0.01ミリメートルの厳格な公差を持つ超精密SUS304ステンレス鋼構造部品を製造することで、世界の半導体製造装置業界において、国内のハイエンド精密製造における新たなマイルストーンが達成された。

市場データは、精密部品サプライヤーの重要性を強調している。2025年には、世界の半導体製造装置市場は1,330億ドルに達し、ASMLだけでも年間372億ドルの収益を計上した。極端紫外線（EUV）リソグラフィ装置は、特殊な精密加工部品の複雑なネットワークに依存しており、この分野は長年、老舗の国際的なメーカーによって支配されてきた。現在、26年にわたる精密加工の経験を誇る深センKGLは、リソグラフィ大手の最も厳しい技術基準を満たすことができる、資格のある国内サプライヤーとして台頭している。

前例のない加工仕様は、深刻な技術的障害をもたらす。

ASMLが発注したこの特注部品は、精密工学における最も厳格な製造試験の一つであり、設計仕様の詳細は以下の表に示されています。

製造チームは、高精度薄板加工を複雑にするSUS304オーステナイト系ステンレス鋼の3つの固有の欠点に直面しています。まず、この材料は切削加工中に激しい加工硬化を起こしやすく、工具の摩耗を加速させます。2024年に中国機械工程で発表された、中南大学の詹立華教授の研究チームによる研​​究では、この合金の明らかなひずみ速度強化特性が確認されました。その降伏強度は、ひずみ速度0.00067 s⁻¹で280 MPaから、1.0 s⁻¹で370 MPaに上昇します。

第二に、SUS304の熱伝導率はわずか15 W/(m·K)で、炭素鋼の約3分の1です。切削熱は加工面に強く蓄積され、0.3 mmの極薄壁で0.02 mmから0.05 mmの熱変形を引き起こします。第三に、オルソン・コーエンの運動モデルは、0.27を超える真ひずみがひずみ誘起マルテンサイト変態を引き起こし、二次硬化をもたらし、さらに被削性を低下させることを説明しています。

カスタマイズされた5段階プロセスにより、主要な生産ボトルネックを解消

これらの材料および構造上の課題を克服するために、KGLの研究開発チームは独自の5段階の製造ワークフローを展開しました。粗加工→20±0.5℃の一定温度下での24時間の自然時効→半仕上げ→熱サイクル応力除去（-40℃から+80℃）→精密仕上げ。

エンジニアはまた、各生産段階における目標切断パラメータを調整し、表に詳述するように、それに合った冷却ソリューションと組み合わせた。

もう1つの重要なイノベーションは、40～60 kPaの真空吸着と補助サポートを統合した複合治具にあります。12回の反復最適化の後、クランプ変形は0.015 mmから0.003 mm以下にまで削減されました。超微細なΦ0.1 mmのマイクロホールについては、技術者は、中心穴あけ、穴拡張、リーマ加工からなる3段階の穴あけ手順を採用し、ペック穴あけサイクルと70 barを超える高圧クーラントを組み合わせて金属切粉を完全に排出しました。

大量生産により、安定した優れた品質指標が実現

厳格なバッチテストにより、すべての完成部品がASMLの公式技術要件を上回っていることが検証され、一貫した生産安定性が品質検査表に反映されています。

主要な幾何形状指標はすべて0.01mmの公差基準をクリアしており、CPKプロセス能力値はすべて信頼性の高い量産のベンチマークである1.47を超えています。同社は連続生産バッチ全体で99.8%の完成品歩留まりを維持しています。

国内精密機械加工需要の急増が国産化の進展を後押し

中国の精密機械加工業界は、2025年には市場規模が4,872億人民元に達し、前年比7.3%の成長を記録した。この分野において、半導体製造装置メーカーは精密部品の調達だけで387億人民元を費やした。業界統計によると、半導体製造の中核装置の国内国産化率は昨年35%から42%に上昇し、有能な国内精密加工企業に対する旺盛な需要を後押ししている。

深センKGL電気機械のゼネラルマネージャーである胡喬生氏は、同社の技術革新チームを率いています。機械工学の学士号とオランダのNLBAビジネススクールで博士号を取得した胡氏は、精密機械加工において26年の実務経験を積んでいます。彼のリーダーシップの下、同社は半導体、医療機器、航空宇宙など、世界中の顧客向けにカスタマイズされた高精度製造ソリューションを提供しています。

胡氏は、KGLがASMLのサプライチェーンに参入したことは、中国国内の超精密加工能力にとって重要な突破口となると指摘した。「今回の成功は、国内メーカーが半導体コア部品に関する最も厳しい国際基準を満たすことができることを証明するものです。今後も、中国の半導体製造装置産業の国産化をさらに推進するため、プロセス技術の向上に努めてまいります」と述べた。