电子特气的纯度等级从普通气体(3N)到超高纯气体(>6N)可分为多个级别,不同纯度等级的气体在供需周期上表现出显著差异:低纯度气体(3N-4N)的需求受宏观经济周期影响较大,而高纯度气体(5N以上)的需求则与先进制程扩产节奏强相关,且高纯度气体的供给弹性因技术壁垒而远低于低纯度气体。
电子特气的纯度等级划分
电子特气最明显的特征就是纯度很高,因为气体的纯度会直接影响芯片的技术指标和良率。随着芯片制程的不断发展,对气体纯度的要求越来越高——进入纳米时代后,气体纯度至少需要达到5N,而当前先进制程则要求纯度达到6N以上。
| 气体等级 | 纯度要求 | 杂质含量(V/V) | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| 普通气体 | 3N | ≤ 1000×10⁻⁶ | 一般器件 |
| 纯气体 | 4N | ≤ 100×10⁻⁶ | 晶体管和晶闸管 |
| 高纯气体 | 5N | ≤ 10×10⁻⁶ | 大规模集成电路和特殊器件 |
| 高纯气体 | 6N | ≤ 1×10⁻⁶ | 超大规模和特大规模集成电路 |
| 超高纯气体 | >6N | ≤ 0.1×10⁻⁶ | 超大规模和特大规模集成电路 |
不同纯度气体的供需周期差异
低纯度气体(3N-4N) 主要应用于一般器件和普通晶体管,其需求与整体宏观经济景气度关联紧密。这类气体的技术壁垒相对较低,产能扩张速度快,供给弹性大,因此在经济下行周期中容易面临供过于求的压力。
高纯度气体(5N以上) 则直接服务于大规模集成电路和先进制程。其需求与半导体先进制程的扩产节奏高度同步——当晶圆厂投资建设新产线时,对高纯电子特气的需求会集中释放。由于高纯气体的提纯工艺(如精馏分离、分子筛吸附分离、膜分离等)极其复杂,研发壁垒高,且需要经过晶圆厂或设备商的严格认证,扩产周期显著长于低纯度气体,供给弹性较小。
常见问题
为什么高纯度电子特气的供给弹性更小?
高纯度电子特气的技术瓶颈在于气体的提纯和混合气体的精确配比。提纯工艺需要多种方法组合使用,工艺复杂且研发壁垒很高;同时,混合气的配比精度要求极高,累计误差控制难度大。这些因素导致高纯度气体的产能扩建周期远长于普通气体。
低纯度气体与高纯度气体的需求驱动因素有何不同?
低纯度气体(3N-4N)的需求更多受宏观经济周期影响,与整体工业生产和消费电子出货量相关。而高纯度气体(5N以上)的需求则与半导体先进制程的扩产节奏强相关,晶圆厂新建产线或制程升级时,对高纯气体的需求会显著增长。
国产电子特气在纯度等级上处于什么水平?
国产电子特气已在多个单品中实现突破,部分产品的纯度和品质达到了国际先进水平。例如,金宏气体超纯氨纯度达99.999998%,南大光电的磷烷、砷烷纯度≥99.9999%,派瑞特气有36种纯度99.99%以上的电子特种气体。不过,国内气体公司获得终端晶圆厂或设备商认证的仍然较少,大部分企业仍为国际大厂做代工。