大宗气体因资本密集但技术壁垒相对不高,已实现自主化;而电子特气由于品类繁多、纯度要求极高、认证周期漫长,国产化率不足15%,自主可控的差距主要集中在提纯与混配技术、终端客户认证以及稳定供应能力三个环节。

半导体制造中使用的气体超过100种,大宗气体与特种气体用量约各占一半。大宗气体以氮气、氢气、氧气等纯净气体为主,主要用作环境气、保护气或载体,因技术壁垒相对不高且属资本密集型,国内已实现自主化。而电子特气以化合物气体为主,直接参与芯片制造中的沉积、刻蚀、掺杂等化学反应,其纯度直接影响芯片良率——纳米级制程要求气体纯度至少达到5N,先进制程更需6N以上,技术门槛显著更高。

技术瓶颈:提纯与混配精度是核心差距

电子特气的两大技术瓶颈分别是气体提纯与混合气体的精确配比。提纯工艺涉及精馏分离、分子筛吸附分离及膜分离等多种原理的组合运用,流程复杂、研发壁垒高。混配气体方面,以光刻气为例,需将氟、氖、氪等多种气体按特定比例混合,配比精度直接决定光线波长是否准确,进而影响光刻机分辨率。这两项能力正是国内厂商与国际巨头差距最集中的环节。

认证壁垒:国产厂商“能做”但“难卖”

国内特气市场虽已实现蓬勃发展,多家公司在不同单品中取得突破,如华特气体已能规模化供应20多种产品,部分纯度和品质达到国际先进水平,但真正通过终端客户认证的国产厂商依然很少。终端晶圆厂和设备商对气体供应商的管控体系要求极高,国际大厂深耕半导体领域数十年,在与客户协同试错中建立了深厚信任。国内大部分气体公司目前只能为国际大厂做代工,由后者贴牌销售给下游客户——即便产品已能满足需求,也常因缺少认证而无法直接供应终端。

突破方向:以认证为标尺筛选优质企业

国产替代浪潮下,有实力的国内厂商获得认证只是时间问题。是否获得终端客户尤其是海外厂商的认证,是检验气体公司产品实力的关键标尺。例如华特气体自主研发的4种光刻混合气已通过阿斯麦认证,锗烷产品通过海力士及英飞凌认证,还有更多产品获得中芯国际、合肥长鑫等国内晶圆厂的认证。这类通过严苛认证的企业,正是自主可控进程中值得关注的突破力量。

常见问题

电子特气国产化率不足15%,主要卡在哪个环节?

卡在“认证关”而非单纯的“生产关”。国内厂商已能在多个特气单品实现技术突破并规模化生产,但终端晶圆厂对供应商的管控体系信任度要求极高,国际大厂数十年积累的协同试错关系难以短期逾越,导致通过认证的国产厂商数量很少。

大宗气体和电子特气的自主化难度差异在哪?

大宗气体属于资本密集型行业,技术壁垒相对不高,因此率先实现自主化;电子特气则面临纯度要求高(5N至6N以上)、品类繁多且单品市场小、混配精度要求苛刻等多重技术挑战,叠加漫长的客户认证周期,国产化进程明显滞后。

如何判断一家国产电子气体公司的竞争力?

核心看认证:已获得海外终端厂商或国内主流晶圆厂认证的公司,其产品品质和稳定供应能力经过了最严格的检验。此外可关注其在不同特气单品中的突破数量及纯度指标是否达到国际先进水平。