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关键字|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 。


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