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国产化率仅12%:关键原料电子特气 自强之路任重道远

细说我国半导体关键原料电子特气产业链


  来源: 芯智讯 时间:2020-04-10 编辑:仪器仪表WXF
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 近年来,随着国家的对于集成电路产业的重视以及资本的支持,国内的集成电路产业发展迅速,但是与国外仍有不小的差距,特别是在上游的半导体材料等领域,更是差距巨大。

 

不过,随着国内半导体制造的崛起,也推动了半导体材料的国产化进程。

 

从近几年大陆半导体材料、设备的需求占比来看,大陆半导体材料市场规模占全球的比重由 2013 年的约 4%提升到 2018 年的约 16%,大陆半导体设备市场规模占全球比重由 2016 年的约 16%提升到 2018 年的约 20%。

 

可预见的未来,国内半导体产能的增加将进一步带动本地半导体材料需求。

 

 

 

虽然目前各大主要品类的半导体材料领域均有国内企业涉足,但整体对外依存度仍在 60%以上,特别地,大尺寸半导体硅片、光刻胶、电子特气等材料更为依赖进口,进口替代空间巨大。

 

 

不久前,我们为大家介绍了中国在半导体制造所需的关键材料——光刻胶领域的现状。今天再来为大家介绍另一种半导体制造所需的关键材料——电子特气的国产化布局。

 

一、电子特气:半导体工业的关键原料

 

电子特气是电子工业的关键原料,属于工业气体的重要分支。

 

工业气体是现代工业的基础原材料,而电子特气是工业气体中附加值较高的品种,与传统工业气体的区别在于纯度更高(如高纯气体)或者具有特殊用途(如参与化学反应),是极大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等电子工业生产中不可或缺的基础和支撑性材料之一,相关下游领域的快速发展将带动未来特种气体的增量需求。

 

 

半导体特气应用于晶圆制造的各个环节。狭义的“电子气体”特指电子半导体行业用的特种气体,主要应用于前端晶圆制造中的化学气相沉积、光刻、刻蚀、掺杂等诸多环节。

 

电子特种气体的纯度和洁净度直接影响到光电子、微电子元器件的质量、集成度、特定技术指标和成品率,并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性,对于半导体集成电路芯片的质量和性能具有重要意义。

 

 

1、行业兼具技术、客户认证等壁垒

 

半导体电子特气行业具有较高的技术壁垒。半导体电子特种气体在生产过程中涉及合成、纯化、混合气配制、充装、分析检测、气瓶处理等多项工艺技术,每一步均有严格的技术参数要求和质量控制措施。

 

为了保证半导体器件的质量与成品率,特种气体产品要同时满足“超纯”和“超净”的要求,“超纯”要求气体纯度达到 4.5N、5N 甚至 6N、7N(N 是 Nine 的简写,几个 N 就代表有几个 9,例如 3N 的纯度为 99.9%),“超净”即要求严格控制粒子与金属杂质的含量。作为特种气体的核心参数,纯度每提升一个 N,粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级,都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。

 

对于混合气而言,配比的精度是核心参数,随着产品组分的增加、配制精度的上升,客户常要求气体供应商能够对多种 ppm(part per million,百万分之)乃至 ppb(part perbillion,十亿分之)级浓度的气体组分进行精细操作,其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。此外,气瓶处理、气体分析检测、气体配送等环节亦对生产企业提出了较高的技术要求。

 

关键词:国产化 半导体 关键原料 电子特气    浏览量:1021

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