电子气体是高科技产业重要的“源”材料,是集成电路制造过程中必不可少的关键支撑材料。业内人士表示,中国半导体行业要实现从跟踪走向引领的跨越,电子气体的突破将是重要一环。
电子气体成本约占IC材料总成本6%
半导体制造过程中刻蚀、清洗、外延生长、离子注入、掺杂、气相沉积、扩散等要使用大量的电子气体,其成本占IC材料总成本的6%左右,且电子气体的纯度对芯片质量影响很大。随着集成电路制程节点不断缩小(已经走到10/7纳米),对电子气体的颗粒度和杂质含量的要求也越来越高。因此,集成电路技术快速发展,对电子气体的品种、数量、质量、安全性以及稳定性等方面均提出了更高的要求。
根据国际半导体 (SEMI)的数据,2016年全球半导体用特种气体市场规模为34.7亿美元,2017年增长到38.9亿美元,增长率为12.32%。按照这个增速,2018年的市场规模预计在45亿美元左右。
据了解,目前,国际上电子气体产业已经处于非常成熟的时期,全球半导体用电子气体市场呈现出寡头竞争的格局,美国空气化工,法国液化空气、普莱克斯,德国林德,日本大阳日酸之和占比94%以上。
可喜的是,近几年,国内电子气体产业已经起步并开始步入快速成长期,出现了中国船舶重工集团公司第七一八研究所、江苏南大光电材料股份有限公司、黎明化工研究设计院有限责任公司、佛山市华特气体有限公司、绿菱气体(天津)有限公司、大连保税区科利德化工科技有限公司、苏州金宏气体股份有限公司等一大批电子气体生产企业,在高纯六氟化钨、三氟化氮、氨气、磷烷、砷烷等领域已经取得了突破。
电子气体难全面进入IC领域的三大原因
电子气体生产的瓶颈很多,从原材料纯度开始,到合成工艺、对温度和压力的控制,再到提纯方法和分析方法,以及产品充装过程中对杂质的控制,每个环节都会影响整个产品的质量。
第一,本土电子气体的生产和供应商规模较小,不能为用户提供全方位的服务。和国际巨头公司相比,国内的供应商总体来说体量较小,目前大多通过低价竞争的方式占领一点市场份额,从而导致价格快速下滑,利润很薄,甚至“赔本赚吆喝”。国内电子气体企业缺少提升创新能力的资金,以及为用户提供全方位服务的资源。
第三,国内电子气体产品的包装、储运未能和现代电子工业的要求接轨。为了节省成本,很多企业在包装、储运等方面降低了要求,为此出现过种种问题。
电子气体需求量大 本土化呼声日益增高
目前,世界半导体工业中心正呈现向中国快速转移的趋势,因此中国对电子气体的需求也呈现大幅增长态势。中国高速发展的半导体产业要求关键的电子气体要尽快实现本土化,并保证稳定的供应。
为了促进国内电子气体产业的创新和产业化能力,国家在2013年启动了“高纯电子气体研发与产业化”项目,开发IC制造用关键高纯电子气体,提高本土电子气体的市场自给率。中国船舶重工集团公司第七一八研究所和江苏南大光电材料股份有限公司等六家单位共同承担了该项目,研发和产业化包括三氟化氮、六氟化钨、高纯磷烷、高纯砷烷等几十种电子气体产品。
但要真正实现电子气体的大规模本土化,摆脱对进口材料的依赖,依然任重道远。许从应认为,电子气体企业必须在尊重市场经济规律的前提下实现兼并重组,减少恶性竞争和重复投资的浪费,优化资源的使用,提升企业的创新能力。企业还要更新理念,引进6西格玛等先进的质量管理体系,配备了解IC制造等电子工业工艺制程的应用工程师,提供配套支持和全方位的服务。他还建议,国家应该在资金投放和税收政策等方面,积极引导兼并重组,帮助强的企业变得更大更强,让弱的企业、管理能力差的企业融入强的企业或自然地退出市场。此外,通过政策激励,充分引导社会上的资金参与电子气体产业建设,帮助企业做大做强。“相信中国一定能够在5到10年内形成一到两个大型的、专业全面提供配套产品和全方位服务的、国内国际知名品牌的电子气体材料企业。”许从应最后说。
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