半导体制造中使用的气体超过100种,电子特气与大气体用量约各占一半,而电子特气正是国内半导体材料中相对薄弱的一环,国产化率尚不足15%。国内厂商的突破主要围绕两个技术瓶颈展开:一是气体提纯,二是混合气体的精确配比。在提纯环节,金宏气体的超纯氨纯度达99.999998%、高纯氧化亚氮纯度达99.9999%,华特气体的高纯二氧化碳纯度达99.9997%,南大光电的磷烷、砷烷纯度达99.9999%,派瑞特气可提供36种99.99%以上高纯度的电子特种气体。在混配环节,华特气体自主研发的4种光刻混合气已通过阿斯麦认证,另有锗烷产品通过海力士、英飞凌认证,以及更多产品获得中芯国际、合肥长鑫等国内晶圆厂认证。

纯度:从5N到6N以上的门槛

电子特气区别于普通工业气体最明显的特征就是纯度。气体的纯度直接影响芯片的技术指标和良率,进入纳米时代后,气体纯度至少要达到5N,而先进制程则要求达到6N以上。提纯的原理包括精馏分离、分子筛吸附分离和膜分离三大类,实际操作中往往需要多种方法组合使用,以提升效率与良品率,工艺复杂、研发壁垒高。国内厂商已在多个单品上形成突破,例如金宏气体的超纯氨、高纯氧化亚氮,华特气体的高纯二氧化碳,南大光电的磷烷、砷烷等,均达到较高纯度水平。

混配精度:光刻气的核心参数

半导体制造中常需多种特气按特定比例混合使用,光刻气即包含氩/氟/氖混合气、氪/氖混合气等多种类型,是光刻机产生深紫外激光的光源。混配需根据需求运用重量法、分压法、动态体积法等,对累计误差控制和配比精度要求极高。配比精度是其中最核心的参数——若混合气精度与要求相差偏大,会造成光线波长偏差,进而影响光刻机分辨率。华特气体的4种光刻混合气通过阿斯麦认证,是国产混配能力获得终端认可的代表性进展。

认证:国产替代的关键关卡

国内气体公司多处于追随者位置,稳定供应高品质产品的能力仍在积累,终端晶圆厂或设备商通常不愿直接使用,真正获得认证的国产厂商较少。部分企业产品已能满足终端需求,但因缺少认证,暂时只能通过国际大厂贴牌销售。全球及中国电子特气市场目前仍由美国空气化工、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸等国际厂商占据主要份额。在此背景下,是否获得认证,尤其是海外终端厂商认证,成为衡量气体公司产品水平的重要参考。

常见问题

国内厂商在电子特气纯度上突破了哪些产品?

金宏气体的超纯氨纯度达99.999998%、高纯氧化亚氮纯度达99.9999%;华特气体的高纯二氧化碳纯度达99.9997%;南大光电的磷烷、砷烷纯度达99.9999%;派瑞特气拥有36种99.99%以上高纯度的电子特种气体。这些产品覆盖刻蚀、沉积、离子注入等环节。

混合气体配比精度为什么重要?

混合气需按特定比例精确混配,配比精度是最核心的参数。以光刻气为例,精度偏差偏大会造成光线波长偏差,影响光刻机分辨率。华特气体自主研发的4种光刻混合气已通过阿斯麦认证,另有锗烷产品通过海力士、英飞凌认证。

国产电子特气目前的整体水平如何?

电子特气仍是国内的薄弱环节,国产化率不足15%。国内已有多个厂商在不同单品上实现突破,部分产品纯度达到国际先进水平,但真正通过终端客户认证的厂商仍较少,多数企业以给国际大厂代工为主,认证进展是观察国产替代节奏的重要窗口。