導(dǎo)言：電子特氣是集成電路、光電子、微電子，特別是超大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體材料制造過程中不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)性材料，是僅次于硅片的第二大晶圓制造材料，被列入工信部《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。
長期以來，電子特氣市場始終被海外廠商占據(jù)市場主導(dǎo)，頭部四家公司全球市占率超過90%。而在國內(nèi)，關(guān)于集成電路生產(chǎn)用的電子特氣，我國僅能生產(chǎn)約20%的品種，其余均依賴進(jìn)口。如何打破電子特氣領(lǐng)域的卡脖子問題并逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，也成為決定我國芯片自主可控的一項重要因素。
1、什么是電子特氣
在電子半導(dǎo)體領(lǐng)域里，電子氣體廣泛應(yīng)用于離子注入、刻蝕、氣相沉積、摻雜等制程工藝中，被稱為集成電路、液晶面板、LED及光伏等材料的“糧食”和“血液”，并直接決定著電子半導(dǎo)體器件的性能優(yōu)劣。
比如在芯片制造領(lǐng)域，電子特氣的需求量僅次于大硅片，其在晶圓制造過程中占材料成本的14%左右，幾乎滲透到集成電路生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)，對集成電路的性能、集成度和成品率都有較大影響。
舉例來說，在光刻環(huán)節(jié)，以氦氖氪氙為主的混合氣體是不可或缺的材料，并決定著芯片制程精度，影響流片良品率。具體來看，光刻機激光腔體注入混合氣體后才能發(fā)射出特定波長和能量的激光，進(jìn)而去除芯片表層的光刻膠，在芯片表面形成納米級的電路圖。如果氣體純度不夠或配比不精準(zhǔn)，哪怕0.1克甚至更低的質(zhì)量變化，都會失之毫厘，謬以千里。
2、市場格局及行業(yè)壁壘
從發(fā)展現(xiàn)狀來看，全球電子特氣行業(yè)集中度高，寡頭壟斷明顯。其中，海外廠商占據(jù)市場主導(dǎo)，頭部四家公司全球市占率超過90%。
在殘酷的高科技爭奪戰(zhàn)中，芯片及各制造環(huán)節(jié)的“卡脖子”問題始終是民族工業(yè)之痛。而我國電子特氣行業(yè)被海外廠商長期“卡脖子”的主要原因如下：
● 認(rèn)證壁壘：集成電路領(lǐng)域的客戶在選擇電子特氣供應(yīng)商時，要對廠商和產(chǎn)品進(jìn)行2輪審核，所以電子特氣獲得認(rèn)證至少需要2年時間。一旦獲得客戶認(rèn)可，不會輕易更換供應(yīng)商?？梢哉f，認(rèn)證是連接客戶和設(shè)備商的紐帶，只有通過資質(zhì)認(rèn)證，才有可能打入頭部企業(yè)的供應(yīng)鏈，打開高端供應(yīng)渠道。
● 市場壁壘：不少芯片巨頭已和電子特氣供應(yīng)商建立了長期的合作關(guān)系，形成了穩(wěn)固的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。在此背景下，國內(nèi)電子特氣企業(yè)缺少上機檢測的機會，很難實現(xiàn)從0到1的突破。
● 技術(shù)壁壘：在芯片加工過程中，微小的氣體純凈度差異將導(dǎo)致整個產(chǎn)品性能的降低或報廢。據(jù)介紹，電子氣體純度往往要求5N以上級別（5N表示純度為99.999%），同時還要將氣體中的金屬元素雜質(zhì)含量凈化到10的負(fù)9次方級別至10的負(fù)12次方級別。氣體純度每提高一個層次，都對純化技術(shù)提出了更高的要求，技術(shù)難度也將顯著上升。
據(jù)中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，集成電路生產(chǎn)用的電子特氣，我國僅能生產(chǎn)約20%的品種，其余均依賴進(jìn)口。在國家鼓勵關(guān)鍵戰(zhàn)略材料供應(yīng)鏈自主可控和市場需求的雙重推動下，部分電子特氣已經(jīng)逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入者增多。
山東華宇同方主要從事電子級高純特氣和鋰電添加劑的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，是聯(lián)想控股成員企業(yè)聯(lián)泓新科在半導(dǎo)體材料和新能源材料領(lǐng)域的重要布局。山東華宇同方的全資子公司——北京華宇同方化工科技開發(fā)有限公司深耕電子特氣領(lǐng)域二十余年，掌握多項電子級特種氣體提純關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電子級氯化氫和氯氣產(chǎn)品的國產(chǎn)化突破，打破了國外公司的壟斷，主要客戶包括臺積電、新傲科技等行業(yè)知名半導(dǎo)體企業(yè)。
3、政策支持與未來前景
因電子特氣產(chǎn)品的重要性，其已成為各國攻克的目標(biāo)。據(jù)介紹，韓國近期宣布實現(xiàn)了高純度氯化氫的國產(chǎn)化，本土企業(yè)在電子特氣上的突破使其有望逐步擺脫產(chǎn)業(yè)鏈對日本等國家的依賴。而自2009年以來，我國電子特氣行業(yè)也獲得了國家政策的大力扶持，助力行業(yè)打破國外廠商壟斷。
2021年12月
工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021版）》提出，將發(fā)展包括特種氣體在內(nèi)的198種先進(jìn)基礎(chǔ)材料。
2019年12月、
工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019版）》提出，將用于集成電路和新型顯示的電子氣體的特種氣體——高純氯氣、三氯氫硅、氯化氫、氧化亞氮等列為重點新材料。
2017年01月
工信部等四部委首次提出“加快高純特種電子氣體研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，解決極大規(guī)模集成電路材料制約”。
一系列利好政策的引導(dǎo)下，我國本土企業(yè)正積極突破技術(shù)瓶頸，努力搭建電子特氣的“造血體系”。由于本土電子特氣廠商擴產(chǎn)速度快、人工及原材料成本低，一旦相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)突破，產(chǎn)品競爭力將遠(yuǎn)勝于海外企業(yè)。長遠(yuǎn)來看，我國高端電子特氣國產(chǎn)替代勢在必行、增長空間廣闊。
據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，我國電子特氣市場規(guī)模在過去十年翻了一番，2020年達(dá)到了150億元。預(yù)計2024年我國電子特氣市場規(guī)模將提升到230億元，4年CAGR為11.28%，屆時我國將占據(jù)全球6成的市場。