電子

在半導體材料中，電子氣體是僅次于大硅片的第二大市場需求。

電子特氣在晶圓制造過程中占材料成本的14%左右，幾乎滲透到集成電路生產的每個環節，對集成電路的性能、集成度和成品率都有重大影響，被稱為半導體制造的“血液”和“糧食”。

根據中國半導體行業協會，我國2020年集成電路產業銷售規模達8848億元，同比增長17%，過去5年復合增速達20%，對電子特氣的需求帶來了持續、強勁的拉動。

隨著全球半導體產業鏈向國內轉移，國內電子氣體市場提速明顯，遠高于全球增速。

根據中國半導體行業協會數據顯示，中國電子特氣2020年市場規模為150億元，占全球比例約為48%，相較于2011年占比翻了一倍，2011-2020年市場規模中國CAGR遠高于全球數據，中國半導體行業協會預計2024年中國電子特氣市場規模將達到230億元，占比提高至接近60%。

電子特氣的純度直接決定了產品的性能、集成度和成品率。電子特氣純度每提高一個數量級，都能推動半導體器件產生質的飛躍。

在半導體集成電路中，電子氣體主要應用于蝕刻、摻雜、CVD、清洗等。

在晶圓制程中部分工藝涉及氣體刻蝕工藝的應用，主要涉及CF4、NF3、HBr等；摻雜工藝即將雜質摻入特定的半導體區域中以改變半導體的電學性質，需要用到三階氣體B2H6、BF3以及五階氣體PH3、AsH3等；在硅片表面通過化學氣相沉積成膜（CVD）工藝中，主要涉及SiH4、SiCl4、WF6等。

電子特氣決定了集成電路產品的最終良率和可靠性。

比如，離子注入氣體的氫化物氣體濃度沒有達到要求，那么在離子注入時，硅片的PN結濃度就會和理想值相差較遠，造成電性偏移。

而如果光刻氣的配比出現偏差，將直接造成光刻機光源的波長發生變化，最終導致光刻線寬出現偏移。若CVD氣體含有部分雜質，在薄膜沉積后，在絕緣層上會出現導電離子，造成短路現象。

12英寸、90納米制程的IC制造技術需要電子氣體純度要在99.999%-99.9999%（5N-6N）以上，有害的氣體雜質需要控制在10-9（ppb），對金屬元素雜質以及塵埃粒子做出了嚴格的限制。

在更為先進的28nm及目前國際一線的6nm-10nm制程工藝中，電子特氣的純度要求則很可能更高，甚至達到ppb（10-12）級別。

由于行業對產品純度的特殊要求，電子特氣的純化、雜質檢測、儲運技術面臨全方位考驗。

從電子特氣產業鏈來看，氣體原料和化工原料是電子特氣的主要生產原料；氣體設備是電子特氣的重要生產設備。另外，由于氣體產品大多數為危險化學品，因此運輸環節鋼瓶需求也必不可少。

目前空氣分離設備，基礎化學原料供求穩定，國家對環境保護的重視及工業尾氣排放目標的限制也意味著原材料中工業尾氣的供應將更加充足。

產品種類上看，在半導體工業中應用的有110余種單元特種氣體，其中常用的有超過30種。據中國工業氣體工業協會統計，目前集成電路生產用的電子特氣我國僅能生產約20%品種。

部分電子特氣產品，如三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟化鎢、氧化亞氮、氨氣等國產化程度較高，部分產品的國產化率超過50%。

特種氣體作為上述產業發展不可或缺的關鍵性材料，其市場規模將繼續保持高速發展。

近年來國家相繼發布《“十三五”國家戰略新興產業發展規劃》、《新材料產業指南》等指導性文件，旨在推動包括特種氣體在內的關鍵材料國產化。在下游市場需求高速擴張，國家政策進行支持等多重因素的影響下，我國特種氣體行業有望在未來加快國產替代步伐，實現高速發展。