


電子氣體成本約占IC材料總成本6%。
半導體製造過程(chéng)中刻蝕、清洗、外延生長、離(lí)子注入、摻雜、氣相沉積、擴散等要使用(yòng)大量的電子氣體,其成本占(zhàn)IC材(cái)料總成本的6%左右,且電子氣體的純度對芯片質(zhì)量影響很大。隨(suí)著集成電路製程節點不斷縮小(已經走到10/7納米),對電子氣體的顆粒度和(hé)雜質含量的要求也越來越高。因此,集成電路技術快速發展,對電(diàn)子氣體的品種、數量(liàng)、質量、安全性以及穩定性(xìng)等方(fāng)麵(miàn)均提出了更(gèng)高的要求(qiú)。
據了解,目前,國際上電子氣體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處於非常成熟的時(shí)期,全球半導體用電子氣體市場呈現出寡頭競爭的格局,美國空氣化工,法國液化空氣、普萊克斯,德國林德,日本(běn)大陽日(rì)酸(suān)之(zhī)和占比94%以上(shàng)。
國內的半導體用電子氣體市場也主要被國外(wài)廠(chǎng)商占據,其中空氣化工、普萊克斯(sī)、昭和電工、英國BOC、液化空氣和日本(běn)大陽日酸6家公司合計市場占有率高達(dá)85%。中船重工718所副所長王(wáng)少波在接受《中(zhōng)國電子報》記者采訪(fǎng)時表示,半導體用電子氣體國產化將大幅降低(dī)中國芯片製造商的製造成(chéng)本,提高中國芯片製造業(yè)的(de)競爭力。但由於存在很高的進入門檻,目前電(diàn)子氣體(tǐ)的國產化率較低。“半導體製程過程中用到的83種電子氣體,其中有35%已經實現國產化,還有(yǒu)35%正在國產化,30%還未進行國產化。半導體產業用的7種大宗氣體仍被國外公司壟斷,但中船重工718所已立項完成技術研(yán)發和係統集成,在德淮半導體公司成功應用,未來將大力開拓市場,實現國產化。”王少波說。
可喜的是,近幾年(nián),國內電子(zǐ)氣體產業已(yǐ)經起步並(bìng)開始步入快速成長期,出現了中國船舶重工集團公司第七一八研究所、江(jiāng)蘇南(nán)大光電材料股份(fèn)有限(xiàn)公司、黎明化工研究設計院有限責任公司、佛山市華特氣體有限公司、綠菱氣體(tǐ)(天津(jīn))有限公司、大連保稅區科利德化工科技有限公司、蘇州金宏氣體股份有(yǒu)限公司等一大批(pī)電子氣體生產企業,在高純六氟化鎢、三(sān)氟化氮、氨氣、磷烷、砷烷等領域已經取得了突(tū)破。
電子氣體難全麵進入IC領(lǐng)域的(de)三大原因
電子氣體生產的瓶頸很多,從原(yuán)材料純度開始,到合成工(gōng)藝、對溫度和壓力的控製,再到提純方法和分析方法,以及產品充裝過程(chéng)中對雜質的控製,每個環節都會影響整個產品的質量。
從技術層麵來看,國(guó)內企業已經基本具備了生產高純電子氣體的能力,但是國內電子(zǐ)氣體(tǐ)的生產商還不能全麵進入集成電路等領域。江蘇南(nán)大光電材料股份有限公司(sī)副總裁許從應博士向《中國電子報》記者分析了三點原因。
第一,本(běn)土電子氣體的生產和供應商規模較小,不能為用戶提供全方位的服(fú)務。和國際巨頭公司相比,國內的供應商總體來說體量較小(xiǎo),目前大多通(tōng)過低價競爭的方式占領一點市場份額,從而導(dǎo)致價格快速下滑,利(lì)潤很薄,甚至“賠本賺吆喝”。國內電子氣體企業缺少提升創新能力的資金,以及為用戶提供全方位服務的資源。
第二,質量穩(wěn)定性(xìng)問題。電子氣體,特別是高純電子氣體是影響電(diàn)子器(qì)件可(kě)靠性和成品率的(de)重要因素。隨著電子(zǐ)信息技術的飛(fēi)速發展,對電子(zǐ)氣體的(de)純度要求也越(yuè)來越高,經常(cháng)需要(yào)6N級(99.9999%)甚至更(gèng)高的純度,並且對電子氣體質量的穩定性要求(qiú)也越來越(yuè)苛刻。“舉一個例子,如果一種電子氣體產品,在集成電(diàn)路製造工藝中通過驗證,這樣的純度(dù)和質量要求就被(bèi)鎖定(dìng)了(le)。芯片製造商不希望看(kàn)到產品的(de)質量有任(rèn)何變化,即使是純度的進一步提(tí)高也可能產生意想不到的問題(tí)。所以電子材料生產過程的(de)任(rèn)何(hé)改變,包括更換原料供應商、生(shēng)產工藝的變動等,都必須及(jí)時通知芯片製造商,他們會根據情況決定是否重新進(jìn)行驗證。由(yóu)於國內(nèi)企業生(shēng)產(chǎn)的電子氣體發生過多次質量事(shì)故,因此,影響了芯(xīn)片製造(zào)商對本土電子產品的信任度。”許從應對記者說。
第三,國(guó)內電子氣體產品的包裝、儲運未能和現代電子工業的要求(qiú)接軌。為了節省成本,很多企業在包裝、儲運等方麵降低了要求,為(wéi)此出現過種種問題。
電子氣體需求量大本土化呼聲日益增高
目前,世界(jiè)半導體工業中心正(zhèng)呈現向中國快速轉移的趨勢,因此中國對電子氣體的需求也呈現大幅增長態勢。中國高速發展的半導體產業要求關鍵的電子氣體要盡快實現本土化,並保證穩定的供(gòng)應。
“特別是一(yī)些(xiē)依賴進口(kǒu)的品種,如激光氣等,必須盡快實(shí)現進(jìn)口替代,以保障我國半導(dǎo)體產業的健康發展。”許(xǔ)從應向《中(zhōng)國電子(zǐ)報》記者表示,“電子氣體多為易燃、易爆、劇毒,屬於控製(zhì)範疇,進口非(fēi)常麻煩,運輸周期較長,這嚴(yán)重製約國(guó)內光電子、微電子產業(yè)的健康穩定發(fā)展。另外,電子氣體作為核心關鍵原材料,廣泛(fàn)地應用在國防(fáng)軍工(gōng)領域,因此,歐美(měi)等發達(dá)國家和地(dì)區將一些高純電子氣體列為敏感戰略物資,對中國實行技術封鎖(suǒ),實(shí)施(shī)禁運,嚴重地影響了國防、軍工(gōng)、航空、航天事業的(de)發展。”
為了促進國內電子氣體產業(yè)的創新和產業化能力,國家在(zài)2013年啟動了“高純電子氣體研發與(yǔ)產業化”項目,開發(fā)IC製造用關鍵高純電(diàn)子氣體,提高本土電子(zǐ)氣體的市場自給率。中國船舶重工(gōng)集團公司第(dì)七一八研究(jiū)所和江蘇南大(dà)光電(diàn)材料股份有限(xiàn)公司等六家單位共同承擔了該項目,研發和產業化(huà)包括三(sān)氟化氮、六(liù)氟化鎢、高純磷烷、高(gāo)純砷烷等幾十種電子氣體(tǐ)產品。
但(dàn)要真正實現電子氣體的大規模本土化,擺脫對進口材料的依賴,依然任重道遠(yuǎn)。許從應(yīng)認(rèn)為,電子氣體(tǐ)企(qǐ)業必須在尊重市場經濟規律的前提下(xià)實現兼並重組,減少惡(è)性競爭和重複投資的浪費,優化資源的使用,提升(shēng)企業的創新能力。企業(yè)還要更新理念,引進6西格瑪等先進的質量管理體係(xì),配備了解(jiě)IC製造等電子工業工藝製程的應用工程師,提供配套支持和全方位的服務。他還(hái)建議(yì),國(guó)家(jiā)應該在資金投放和稅收政策等(děng)方麵,積極引導兼並重組,幫助強的企業變得更大更強,讓弱的企業、管理能力差的企業融入強的企業或自然地退出市場。此外,通過政策激勵,充分引導社會上的資金參(cān)與電子氣體產業建設,幫助企業做(zuò)大(dà)做強。“相信中國一定能夠在5到10年內形(xíng)成一到兩個大型的、專業全麵提供配套產品和全方位服務的、國內國際知名(míng)品牌的電(diàn)子氣體(tǐ)材料企業。”許從應最後說。
任何一種電子氣體要打入半(bàn)導體製造領域,至少要麵對三個難關:驗證氣體(tǐ)的性能、量產實績以及客戶端的認可程度。王少(shǎo)波告訴《中國電子報》記者,目(mù)前(qián)在電子氣體國產化進程中,通過客(kè)戶的測(cè)試驗證、取得(dé)客戶的認可還存在一定的(de)困難。因此,他認為,發展國內電子氣體產業,需(xū)要國(guó)家落實(shí)和完善對該類企(qǐ)業的財稅(shuì)、資金等優惠(huì)政策支持,加(jiā)大財政資金、大基金和金融部門(mén)的扶(fú)持力度,引(yǐn)導集(jí)成電路廠家使用國產電子氣體,從而幫助企(qǐ)業把握發展機遇,加快(kuài)企業技術進步和做大做強。從企業的角度看,應努力提升技術創新和管理水平,加大對電子氣體共性、基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術的係統研發力度,提高品質意識、管理理念和安全管理水平,用連續、穩定的產品和良好的服務贏得客戶的信任(rèn)。

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