在芯片制造這一精密復雜的領域中，電子氣體雖看似低調，卻如同人體的血液一般，發(fā)揮著不可或缺的關鍵作用。它貫穿于光刻、刻蝕、摻雜、CVD(化學氣相沉積)、擴散等眾多核心工藝環(huán)節(jié)，是半導體產(chǎn)業(yè)得以穩(wěn)健發(fā)展的重要支撐。隨著芯片制造技術朝著更先進的制程節(jié)點不斷邁進，如 2nm 制程的探索，電子氣體的純度、穩(wěn)定性以及供應安全性，已逐漸成為決定芯片良率與成本控制的核心要素。

電子氣體：芯片制造的隱形支柱與國產(chǎn)化挑戰(zhàn)

電子氣體可大致劃分為電子大宗載氣(如氮氣、氬氣、氫氣等)和電子特氣(如三氟甲烷、六氟化硫、氯化氫等)兩大類別。在光刻工藝里，氬氣常用于激光發(fā)生器的氣體混配，為光刻過程提供穩(wěn)定的激光輸出環(huán)境;刻蝕工藝中，氟系氣體憑借其獨特的化學性質，能夠精準地對硅基材料進行選擇性去除，實現(xiàn)芯片精細結構的雕琢;而在 CVD 沉積工藝中，硅烷、氨氣等氣體則承擔著薄膜堆積的重任，它們在高溫、高壓等特定條件下發(fā)生化學反應，在晶圓表面沉積出均勻、高質量的薄膜，為芯片的后續(xù)制造奠定基礎。

對電子氣體純度的極致追求，是芯片制造工藝的顯著特點。每一種電子氣體的純度通常需達到 ppb(十億分之一)級別，對其中雜質，如水分和氧含量的控制更是近乎嚴苛。哪怕極其微量的雜質存在，都可能在芯片制造過程中引發(fā)晶格缺陷、膜層不均勻等問題，嚴重時甚至會大幅縮短器件的使用壽命，進而影響芯片的整體性能與質量。

為了滿足如此高的純度要求，國產(chǎn)分析設備不斷發(fā)力創(chuàng)新。例如，光腔衰蕩光譜儀等先進設備已逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，并成功替代進口儀器。這類設備能夠對電子氣體中的微量雜質進行實時在線監(jiān)測，為生產(chǎn)過程提供精準的數(shù)據(jù)反饋，有力地保障了芯片制造過程中電子氣體的高質量供應，為提升芯片良率提供了堅實的技術支撐。

供應鏈安全與國產(chǎn)化進展

經(jīng)過多年的發(fā)展與積累，國內電子氣體產(chǎn)業(yè)已取得顯著進步，目前能夠覆蓋超過 100 種氣體的生產(chǎn)，典型的 Fab 廠(晶圓制造廠)所需的 60 - 70 種氣體，國內基本都具備供應能力。像成都宏錦化工等企業(yè)，在電子大宗氣體領域成功實現(xiàn)技術突破與規(guī)?；a(chǎn)，打破了國際供應商的長期壟斷，已穩(wěn)定地為華潤、芯粵能等 Fab 廠供應電子大宗氣體，保障了這些企業(yè)的正常生產(chǎn)運營，提升了國內半導體產(chǎn)業(yè)在大宗氣體供應方面的自主性與安全性。

然而，電子氣體屬于危險化學品的特性，給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了諸多挑戰(zhàn)。國家出于安全考慮，要求電子氣體生產(chǎn)廠必須設立在化工園區(qū)，而半導體廠為了便于產(chǎn)業(yè)集聚、人才交流以及配套設施共享等，通常建在工業(yè)園區(qū)。這種區(qū)域規(guī)劃上的差異，導致了電子氣體運輸距離增加、運輸過程中的安全風險上升，同時也加大了安全管理的難度與成本。

盡管面臨上述挑戰(zhàn)，地方政府積極探索解決方案，部分地區(qū)已開始試點允許在 Fab 廠周邊設立電子氣體生產(chǎn)廠，但目前存在限定供貨對象為單一客戶的情況。這一限制雖然在一定程度上保障了安全，但也導致了電子氣體生產(chǎn)廠的產(chǎn)能利用率較低，企業(yè)難以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，不利于產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。因此，迫切需要進一步優(yōu)化相關政策，在確保安全的前提下，支持電子氣體生產(chǎn)企業(yè)靈活擴產(chǎn)，并構建多點供應體系，以提升產(chǎn)業(yè)的整體競爭力與供應穩(wěn)定性。

在芯片制造的前沿領域，如存儲芯片與高層堆疊結構的制造中，氦、氪、氙等稀有氣體的需求正急劇增長。氦氣作為一種重要的工業(yè)氣體，其主要獲取途徑是從天然氣伴生礦中提取。但中國的氦氣儲量相對有限，自給率僅約 7%，這使得國內氦氣供應對國際市場存在較高依賴，價格也極易受到地緣政治等因素的影響而劇烈波動。

氪與氙則可從空氣中提取，但在過去，國內空分設備普遍未配備相應的提取裝置，導致這兩種稀有氣體的供應一度緊張。近年來，隨著國內對半導體產(chǎn)業(yè)關鍵材料供應安全的重視程度不斷提高，空分產(chǎn)能逐步擴張，相關企業(yè)開始積極布局稀有氣體提取模塊。預計在不久的將來，這將有效緩解氦、氪、氙等稀有氣體的供應 “卡脖子” 問題，進一步提升國內半導體產(chǎn)業(yè)供應鏈的自主性與穩(wěn)定性。

從材料到戰(zhàn)略資源

電子氣體早已不僅僅是芯片制造過程中的基礎材料，其戰(zhàn)略意義在全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈的當下愈發(fā)凸顯，已成為半導體產(chǎn)業(yè)鏈安全的核心戰(zhàn)略資源。

回顧電子氣體國產(chǎn)化的歷程，這是一段充滿挑戰(zhàn)與突破的征程。國內企業(yè)在技術創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力，通過加大研發(fā)投入、與高校和科研機構開展深度產(chǎn)學研合作等方式，逐步攻克了高純氣體提純、雜質控制、氣體混配等一系列關鍵核心技術難題。部分企業(yè)已在一些高端電子氣體產(chǎn)品上實現(xiàn)重大突破，產(chǎn)品純度和質量達到國際先進水平，成功打破了國外企業(yè)的長期技術壟斷，實現(xiàn)了進口替代。

政策層面，國家和地方政府紛紛出臺一系列鼓勵支持政策。將電子特氣納入 “十四五” 新材料重點發(fā)展領域，從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、資金扶持、稅收優(yōu)惠等多方面給予全方位支持。部分地區(qū)設立專項基金，專門用于支持電子氣體企業(yè)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目，為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展注入強大動力。

產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面，國內半導體產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)緊密合作，形成了強大的合力。晶圓制造企業(yè)積極與電子氣體供應商開展合作，共同進行產(chǎn)品認證和工藝優(yōu)化，加速國產(chǎn)電子氣體在生產(chǎn)線上的導入與應用。設備制造企業(yè)也與電子氣體企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，針對電子氣體的特殊性質和應用需求，研發(fā)定制化的生產(chǎn)、存儲和輸送設備，為電子氣體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的裝備支撐。

展望未來，隨著芯片制造技術的不斷進步，先進制程對電子氣體質量和性能的要求將持續(xù)攀升。電子氣體將從幕后走向臺前，在芯片性能提升、成本降低等方面發(fā)揮更為關鍵的作用。國內電子氣體企業(yè)應抓住這一歷史機遇，繼續(xù)加大技術創(chuàng)新投入，不斷提升產(chǎn)品質量和服務水平，拓展產(chǎn)品種類和應用領域，進一步提高國產(chǎn)化率。同時，政府、企業(yè)和科研機構應繼續(xù)加強合作，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同推動電子氣體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質量發(fā)展，為我國半導體產(chǎn)業(yè)的自主可控、安全發(fā)展提供堅實保障，助力我國在全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭中占據(jù)更加有利的地位。