廣義的“電子氣體”指電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體，是重要原材料之一；狹義的“電子氣體”特指半導(dǎo)體行業(yè)用的氣體。電子氣體在電子產(chǎn)品制程工藝中廣泛應(yīng)用于薄膜、蝕刻、摻雜等工藝，被稱為半導(dǎo)體、平面顯示等材料的“糧食”和“源”。

 

在硅片制造廠，一個(gè)硅片需要兩到三個(gè)月的工藝流程，完成450道或更多的工藝步驟才能得到有各種電路圖案的芯片。這個(gè)過(guò)程包括外延、成膜、摻雜、蝕刻、清洗、封裝等諸多工序，需要的高純電子化學(xué)氣體及電子混合氣高達(dá)30多種以上，且每一種氣體應(yīng)用在特定的工藝步驟中。

 

電子氣體是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場(chǎng)需求半導(dǎo)體材料。隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子氣體的純度和質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求。電子氣體的純度每提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)下游集成電路行業(yè)都會(huì)產(chǎn)生巨大影響。

 

電子氣體主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、平面顯示、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域，其中在集成電路中的應(yīng)用占比最高，達(dá)到42%，其次是平板顯示行業(yè)，占比37%。在晶圓的電子級(jí)硅制造、化學(xué)氣相沉積成膜等工藝中均需電子氣體。

 

深度提純難度大，而純度是電子氣體質(zhì)量最重要的指標(biāo)

芯片加工過(guò)程中，微小的氣體純凈度差異將導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品性能的降低甚至報(bào)廢。電子氣體度往往要求5N-6N級(jí)別，還要將金屬元素凈化到10-9級(jí)至10-12級(jí)。氣體純度每提高一個(gè)層次對(duì)純化技術(shù)就提出了更高的要求，技術(shù)難度也將顯著上升。

 

輸送及儲(chǔ)運(yùn)對(duì)器件要求極高

高純氣體的生產(chǎn)和應(yīng)用要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲(chǔ)運(yùn)容器、相應(yīng)的氣體輸送管線、閥門和接口，要求相應(yīng)器件耐高壓、耐高真空，對(duì)于腐蝕性氣體要求耐腐蝕，以避免二次污染的發(fā)生。而且隨著氣體純度的提高和產(chǎn)品種類的增多，對(duì)新的運(yùn)送和儲(chǔ)存設(shè)備提出了新的要求。

 

分析檢測(cè)與質(zhì)量控制要求水平高

超高純電子氣體需要對(duì)ppm(10-6)至ppb(10-9)級(jí)別的雜質(zhì)進(jìn)行分析，金屬離子更是要求檢測(cè)限達(dá)到ppb(10-9)至ppt(10-12)級(jí)別。

 

國(guó)際市場(chǎng)集中度極高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外資企業(yè)壟斷嚴(yán)重

據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)Semi統(tǒng)計(jì)2016年全球集成電路用電子氣體市場(chǎng)規(guī)模約為36.1億美元。我國(guó)集成電路用電子特氣的市場(chǎng)規(guī)模約46億元。2016年我國(guó)電子特氣市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到46億元。

 

雖然我國(guó)電子氣體已經(jīng)擺脫完全依賴進(jìn)口的狀態(tài)，但面對(duì)國(guó)外化工巨頭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的市場(chǎng)壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)依然面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。中國(guó)國(guó)內(nèi)電子特氣企業(yè)技術(shù)與國(guó)外仍然存在較大差距，電子特氣市場(chǎng)仍被外企主導(dǎo)。 

 

目前雖然國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了具有一定代表性的電子氣體企業(yè)，但國(guó)內(nèi)目前在高端市場(chǎng)還處在技術(shù)比較落后的階段，產(chǎn)品在純度和質(zhì)量上與國(guó)際大企業(yè)存在一定差距，國(guó)內(nèi)電子氣體企業(yè)規(guī)模較小且一般為區(qū)域性企業(yè)，缺乏領(lǐng)軍型企業(yè)，產(chǎn)品種類也不夠豐富，國(guó)產(chǎn)化道路任重道遠(yuǎn)。