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半导体制造第二大耗材电子特气:电子工业的血液
7384 2023-11-24


电子特气,全称为电子特种气体,是是集成电路、显示面板、LED、光伏等行业必不可少的辅助材料,属于工业气体的重要组成部分。工业气体是指在常温常压下呈气态的一类产品,而电子特气则属于其中价值较高的一种。工业气体作为现代工业的基础原材料,在国民经济中扮演着重要的角色,被广泛应用于冶金、化工、医疗、食品、机械、军工等传统行业,以及半导体、液晶面板、LED、光伏、新能源、生物医药、新材料等新兴产业。它对国民经济的发展具有战略性的支持作用,因此被形象地称为“工业的血液”。而电子特气则可以被看作是“电子工业的血液”。

电子特气有着众多种类,在光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节中广泛应用,直接影响成品的最终良率和可靠性。全球集成电路需要的电子特气占据了市场份额的约70%,而其他需求端则主要包括面板和光伏电池。在国内市场上,约42%的电子特气被应用于集成电路,37%被用于面板。在半导体材料的市场份额中,电子特气的占比达到了14%,位居仅次于硅片的第二大市场地位。半导体领域对电子特气的纯度和质量稳定性要求非常高,通常要求纯度大于6N。半导体行业在各个环节中使用了114种特种气体,其中常用的有44种,主要包括三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、氨气等。一般采用液态与瓶装气体的生产模式。



电子特气





氨气 7664-41-7

硅烷 7803-62-5

一氧化二氮 10024-97-2


电子特气根据其化学成分可分为含氟气体、含硅气体、含硼气体、含锗气体、氢化物气体等不同类型。其中,含氟特气约占全球电子特气市场的约30%,主要用作清洗剂、蚀刻剂、掺杂剂以及成膜材料等。


含氟气体





三氟化氮 7783-54-2

六氟化钨 7783-82-6

六氟丁二烯 685-63-2


国内电子特种气体市场目前处于被发达国家的龙头企业所垄断的局面。截至2022年,美国空气华工、美国普莱克斯、法国液化空气、日本太阳日酸以及德国林德共同占据中国市场份额的85%。中国国内生产的特种气体产品种类相对单一,纯度较低,因此在国际市场上缺乏足够的竞争力。


电子特气具有广泛的应用,对技术要求极高,对气源及其供应系统有着苛刻的要求,属于典型的技术密集型行业。该行业的壁垒主要体现在三个方面:技术壁垒、认证壁垒和资质壁垒。此外,资金壁垒、市场壁垒和人才壁垒也构成了该行业的进入壁垒。


在国际上,电子气体通常采用SEMI标准(国际半导体装备和材料委员会标准)。然而,国外几大气体公司均拥有自己的公司标准,这些标准突显了各公司的技术水平和特色。在产品纯度方面,这些标准普遍比SEMI标准高出1-2个数量级。在分析检测、包装物、使用方法、以及应用技术说明等方面,每家公司都有各自的特点。一些公司在某些关键杂质(如金属杂质、颗粒物杂质等)含量上只注明“需与用户协商”,这表明电子气体技术和市场竞争异常激烈,关键技术具有保密性。


电子特气壁垒较高,还有很大一部分原因是企业客户的资质认证难度大且时间长。客户对气体供应商的选择都需要经过严格的审厂和产品认证,特别是在集成电路领域,审核认证周期长达2-3年。另一方面,电子特气在下游制造过程中的成本占比相对较低,但对电子产品性能影响很大。一旦质量出现问题,下游客户将会承受巨大损失。因此,为了保持气体供应的稳定性,客户在与气体供应商建立合作关系后不愿轻易更换供应商。



电子特气作为集成电路、显示面板、光伏能源等国家战略产业的关键基础原料,目前,我国电子特气市场大部分被几大国际巨头所垄断,尤其是高端气体几乎完全依赖进口,对我国的科技发展和新能源道路造成了“卡脖子”环节。一方面,进口价格昂贵,通常是国产气体价格的2-3倍甚至更高,增加了集成电路产业的制造成本,削弱了我国IC产业的竞争力。另一方面,一些拥有核心尖端气体的海外巨头对我国实施各种封锁限制,供应情况受国际关系影响,对我国的国家安全和经济发展构成了威胁。此外,许多电子气体本身属于危险化学品,进口手续繁琐、周期长,且某些电子气体具有不稳定的性质,可能自发分解或者强腐蚀,长时间放置后杂质含量增加。因此,海外进口存在诸多不便。总体而言,我国自主生产电子特气,能够完善集成电路产业链,具有重大的现实意义和深远的战略意义,中国也连续出台多项电子特气产业扶持政策,支持国产高壁垒电子特气加快成果转化。


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