電子特氣:電子工業的血液:內蒙古特種氣體主要包括高純氣體、電子氣體、標準氣體三大類,電子特種氣體(簡稱電子特氣)是特種氣體的 一個重要分支,是超大規模集成電路(IC)、平面顯示器件(LCD、LED、OLED)、太陽能電池等電子工業生產不 可或缺的原材料。
通常半導體生產行業,將氣體劃分成常用氣體和特殊氣體兩類。其中,常用氣體指集中供給而且使用非常 多的氣體,比如 N2、H2、O2、Ar、He 等。特種氣體指半導體生產環節中,比如延伸、離子注進、摻和、洗滌、 遮掩膜形成過程中使用到一些化學氣體,也就是氣體類別中的電子氣體,比如高純度的 SiH4、PH3、AsH3、B2H6、 N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2等,在 IC 生產環節中,使用的電子氣體有差不多有 100 多種, 核心工段常見的在 30 種左右。正是這些氣體通過不同的制程使硅片具有半導體性能,它又決定了集成電路的性 能、集成度、成品率,即使是某一種某一個特定雜質超標,都將導致質量嚴重缺陷,嚴重時會因不合格氣體的 擴散,導致整個生產線被污染,乃至全面癱瘓。因此,電子氣體是制造過程基礎關鍵材料,是名副其實的電子 工業“血液”。
當前我國電子氣體市場大部分由幾大國際巨頭所占據,內蒙古特種氣體廠家高端氣體更是幾乎完全依賴進口,一方面價格昂貴, 進口氣價格一般會達到國產氣的 2-3 倍甚至更高,增加 IC 產業制造成本,削弱了我國 IC 產業的競爭力;另一方 面某些核心氣體海外巨頭對我國實施各種封鎖限制,供應情況受國際關系影響,對我國國家安全及經濟發 展構成威脅。此外,很多電子氣體本身屬于危險化學品,進口手續繁瑣、周期長,且某些電子氣體性質不穩定 自發分解,或強腐蝕長時間放置雜質含量提高,漂洋過海進口本身就存在諸多不便。綜合來看,我國發展電子 特氣的自主生產,能夠完善集成電路產業鏈,具有重大的現實意義和深遠的戰略意義。
國際上電子氣體普遍釆用的標準為 SEMI 標準(國際半導體裝備和材料委員會標準),但國外幾大氣體公司 均有自己的公司標準,這些標準突出了各公司的技術水平特征,在產品純度上較 SEMI 普遍高出 1-2 個數量級, 在分析檢測、包裝物、使用方法、應用技術說明等方面各有特點,一些公司在某些關鍵雜質(金屬雜質、顆粒 物雜質等)含量上只標明“需與用戶協商”,表明電子氣體技術、市場競爭非常激烈,關鍵技術保密。
根據成分與用途的不同,可以將電子特氣大致分為七種:摻雜用氣體、外延晶體生長氣、離子注入氣、刻 蝕用氣體、氣相沉積(CVD)氣體、平衡/反應氣體、摻雜配方氣體。其中,某些內蒙古特種氣體多少錢在多個環節都有所應 用(比如硅烷)。各種電子特氣的細分品類如下表所示。
據統計,電子特氣占晶圓制造過程中材料成本的 14%左右,與掩膜版的成本占比相當,為僅次于硅片的第 二大材料。據中國電子報報道,2018 年國內晶圓制造材料總體市場規模約 28.2 億美元;封裝材料包括引線框架、 基板、陶瓷封裝材料、鍵合絲、封裝樹脂、芯片貼裝材料等,2018 年國內封裝材料市場規模約為 56.8 億美元。 2018 年,晶圓制造材料與封裝測試材料總計市場規模約為 85 億美元。電子特氣方面,2018 年我國半導體用電 子特氣市場規模約 4.89 億美元。經過 30 多年的發展,我國半導體用電子特氣已經取得了不錯的成績。
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