国产化率不足15%、而乌克兰氖气供给占比约四五十,电子特气的自主可控确实紧迫,但破局路径已经清晰:国内稀有气体资源基础并不薄弱,关键在于突破提纯与混配两大技术瓶颈、并通过终端晶圆厂及设备商的认证,而政策支持与下游国产化率考核正在共同加速这一进程。
电子特气素有“半导体的血液”之称,在芯片制造的每个环节都有应用。其国产化率还不到15%,是半导体材料中较为薄弱的环节。以被市场高度关注的氖气为例,乌克兰的供给占比并没有媒体说的百分之七八十那么高,大概只有四五十,而国内的供给则和乌克兰差不多——这说明国内稀有气体的资源基础并不薄弱,自主可控的短板更多体现在产业链后端的提纯、混配与认证环节。
两大技术瓶颈:提纯与混合气精确配比
电子特气的技术壁垒集中在两个方面。其一是气体的提纯,原理包括精馏分离、分子筛吸附分离以及膜分离,实际操作中需多种方法组合以提升效率和良品率,工艺复杂、研发壁垒很高。随着制程进入纳米时代,气体纯度至少要达到5N,先进制程更要求6N以上。
其二是混合气体的精确配比。以光刻气为例,包含Ar/F/Ne混合气、Kr/Ne混合气等多种品类,需运用重量法、分压法、动态体积法等按特定比例混合,对累计误差控制和配比精度要求极高——配比精度若偏差过大,会造成光线波长偏差,直接影响光刻机分辨率。
认证是国产替代的关键突破口
国内政策大力支持叠加成本优势,国产特气市场已实现蓬勃发展,多家公司在不同单品中实现突破。例如华特气体从高纯六氟乙烷入手,规模化供应产品达20多种,部分产品纯度和品质已达国际先进水平。
但真正的瓶颈在于终端认证。由于国内大部分气体公司相对缺乏创新能力,且难以稳定供应高品质产品,终端晶圆厂或设备商一般不愿直接使用,获得认证的国产厂商较少,多数公司只能为国际大厂做代工。例如凯美特气生产的混合气体已能满足阿斯麦光刻机需求,但因缺少认证,暂时只能通过林德和法液空销售。
认证的突破正在发生。以华特气体为例,其自主研发的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,更多产品获得中芯国际、合肥长鑫等国内晶圆厂认证。通过终端认证的厂商,其产品品质已得到验证,这也为筛选优质国产供应商提供了标准。
常见问题
国内氖气供给真的不足吗?
并非如此。国内氖气供给与乌克兰差不多,各占全球约四五十,资源基础并不薄弱。氖气市场规模约1亿美元,能贡献的业绩弹性其实很小,自主可控的紧迫性更多在于整个电子特气品类的国产化率不足15%。
国产电子特气与国际大厂的差距在哪里?
主要差距不在资源端,而在技术认证。全球电子特气市场由美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团等国际巨头主导,国内厂商多数为这些大厂代工。差距的核心在于创新能力、产品稳定性以及通过终端客户认证的数量。
如何筛选有潜力的国产电子特气公司?
已获得认证尤其是海外终端厂商认证的气体公司,产品必然更加优秀。可重点跟踪通过阿斯麦、海力士、英飞凌等国际厂商认证,以及获得中芯国际、合肥长鑫等国内晶圆厂认证的国产厂商,认证进展是国产替代进程最直接的验证指标。