识图搜索_除了光刻机,中国半导体还差这口“气”

  作为“工业粮食”,加速特种气体国产化,就是尽快为中国半导体产业建一座自主的工业粮仓。

  

  相较于用来刻制集成电路的大硅片,大众对于特种气体在半导体中的应用相对陌生。

  它被称为半导体、平面显示材料的“粮食”和“源头”,是半导体制造不可或缺的战略物资。

  这一门类在中国工业体系中已经沉淀了30年,但真正发展起来,还是最近10年的事。

  前瞻产业研究院发布的《中国特种气体行业产销需求与投资预测分析报告》显示,特种气体主要应用于电子、化工、医疗、环保等领域,其中电子行业约占41%。

  简单而言,芯片制造涉及硅片制备、硅片制造、硅片测试/拣选、装配与封测、最终测试五大生产阶段,彼此独立,而特种气体,则或多或少参与到各个环节当中。

  

  比如,为向反应系统提供所需能量,需要通过气体混合,在硅片表面沉积一层固体膜,这种工艺称为“化学气相沉淀(CVD)”,当中常用的特种气体就有高纯氮、硅烷等;又如,高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷等氟基气体,是刻蚀工艺中所采用的主要介质。

  按照用途,特种气体可划分为掺杂气、外延气、离子注入用气、LED用气、光刻气、载运和稀释气体等大类。其中,光刻气是光刻机产生深紫外激光的光源,不同的光刻气产生的光源波长不同,直接影响光刻机的分辨率,是光刻机的核心之一。

  特种气体在纯度、组成、有害杂质最高含量、产品包装贮存等方面均有极其严格的要求,属于高技术、高附加值产品。

  目前,应用于半导体产业的特种气体有110余种,常用的有20—30种,在原材料需求占比中高达14%,仅次于大硅片。

  作为不可或缺的关键性材料,国内半导体行业的快速发展,拉动着特气需求的大幅上升。

  中国半导体行业协会数据显示,2018年,我国电子特气市场规模已达121.6 亿元,同比增长11.2%,全球占比达38.15%;预计2024年,其规模将达到230亿。

  全球范围内,电子特气需求量也在不断提升。2018年,全球集成电路用电子特气的市场规模已达45.1亿美元(约合人民币318.7亿元),同比增长15.9%。

  半导体产业作为互联网、航天通讯、无人驾驶等高科技产业的基石,其发展程度与我国在国际竞争中的地位息息相关。因此,作为半导体生产的刚需,电子特种气体是具有极大增长潜力的细分赛道。

  经过多年的技术积累和兼并布局,全球工业气体市场已形成“四大气企”寡头垄断的格局。特种气体行业的话语权,也牢牢把持在法国液化空气集团、德国林德集团、美国普莱克斯集团、美国空气化工产品集团的手中。

  目前,中国特种气体主要以进口为主。截止2018年2月,中国特种气体进口金额为24.51亿美元,出口金额仅为1.46亿美元。

  这意味着,一旦国外企业或政府借此对中国半导体产业实施制裁,国内特气企业现有产能将无法实现有效补充。

  

  中国电子特气何以受制于人?这要从半导体产业的发展历程中寻找答案。

  上世纪50年代,中国半导体行业还处在草创时期。在第一个、第二个“五年计划”中,半导体均被纳入为重点科技攻关项目。然而,由于国际和国内政治形势的剧变,国家几乎停止了对半导体的投入。

  

  改革开放以后,中国半导体产业的发展,再次被提到桌面上来。但与国外的差距,已经非常巨大。

  而此时,美、日、韩等国已经在电子工业领域进行了长达十余年的积累,电子特气产业也因为半导体的飞速发展,从工业气体产业中细分出来,并逐渐发展出众多的龙头企业和成熟的国际合作模式。

  80年代中期,美国气体化工产品公司(APCI)进军中国,成为第一家在华投资的海外气体企业,主要向国内钢铁公司、化学品公司等销售空分、制氧装置等工业气体设备。值得注意的是,此时,APCI已经开始向京津地区供应少量特气产品,用以满足不多的电子工业生产需求。

  随后,各国气体公司相继到中国投资,或设立独资企业,或合资建厂,以抢占中国市场。一时间,国内企业提供政策、厂房、劳动力,国外企业提供技术、设备的合资企业在中国遍地开花。截止1995年5月底,外国气体公司在华投资总额已逾5.2亿美元,组建合资气体公司约58家。

  改革开放的深入,使中国气体行业得以借助他国优势,弥补在技术和设备上的空白。然而,这也为中国特气行业的发展埋下了隐患。

  这一时期,中国半导体行业引进的大多为技术含量低的封测工序,在供应链中处于劣势状态,直接影响到上游特种气体的生产和供应水平。

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