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。

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，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。

根据国际半导体协会（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。

国内的半导体用电子气体市场也主要被国外厂商占据，其中空气化工、普莱克斯、昭和电工、英国BOC、液化空气和日本大阳日酸6家公司合计市场占有率高达85%。中船重工718所副所长王少波在接受《中国电子报》记者采访时表示，半导体用电子气体国产化将大幅降低中国芯片制造商的制造成本，提高中国芯片制造业的竞争力。但由于存在很高的进入门槛，目前电子气体的国产化率较低。“半导体制程过程中用到的83种电子气体，其中有35%已经实现国产化，还有35%正在国产化，30%还未进行国产化。半导体产业用的7种大宗气体仍被国外公司垄断，但中船重工718所已立项完成技术研发和系统集成，在德淮半导体公司成功应用，未来将大力开拓市场，实现国产化。”王少波说。

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。

从技术层面来看，国内企业已经基本具备了生产高纯电子气体的能力，但是国内电子气体的生产商还不能全面进入集成电路等领域。江苏南大光电材料股份有限公司副总裁许从应博士向《中国电子报》记者分析了三点原因。

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。

第二，质量稳定性问题。电子气体，特别是高纯电子气体是影响电子器件可靠性和成品率的重要因素。随着电子信息技术的飞速发展，对电子气体的纯度要求也越来越高，经常需要6N级（99.9999％）甚至更高的纯度，并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。“举一个例子，如果一种电子气体产品，在集成电路制造工艺中通过验证，这样的纯度和质量要求就被锁定了。芯片制造商不希望看到产品的质量有任何变化，即使是纯度的进一步提高也可能产生意想不到的问题。所以电子材料生产过程的任何改变，包括更换原料供应商、生产工艺的变动等，都必须及时通知芯片制造商，他们会根据情况决定是否重新进行验证。由于国内企业生产的电子气体发生过多次质量事故，因此，影响了芯片制造商对本土电子产品的信任度。”许从应对记者说。

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。

“特别是一些依赖进口的品种，如激光气等，必须尽快实现进口替代，以保障我国半导体产业的健康发展。”许从应向《中国电子报》记者表示，“电子气体多为易燃、易爆、剧毒，属于控制范畴，进口非常麻烦，运输周期较长，这严重制约国内光电子、微电子产业的健康稳定发展。另外，电子气体作为核心关键原材料，广泛地应用在国防军工领域，因此，欧美等发达国家和地区将一些高纯电子气体列为敏感战略物资，对中国实行技术封锁，实施禁运，严重地影响了国防、军工、航空、航天事业的发展。”

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。

任何一种电子气体要打入半导体制造领域，至少要面对三个难关：验证气体的性能、量产实绩以及客户端的认可程度。王少波告诉《中国电子报》记者，目前在电子气体国产化进程中，通过客户的测试验证、取得客户的认可还存在一定的困难。因此，他认为，发展国内电子气体产业，需要国家落实和完善对该类企业的财税、资金等优惠政策支持，加大财政资金、大基金和金融部门的扶持力度，引导集成电路厂家使用国产电子气体，从而帮助企业把握发展机遇，加快企业技术进步和做大做强。从企业的角度看，应努力提升技术创新和管理水平，加大对电子气体共性、基础、关键技术的系统研发力度，提高品质意识、管理理念和安全管理水平，用连续、稳定的产品和良好的服务赢得客户的信任。

节选自中国电子报、电子信息产业网