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電子氣體需求量大漲,期待本土配套全方位服務
發布時間:2019.04.30   新聞來源:  瀏覽次數:

電子氣體是高科技產業重要的“源”材料,是集成電路製造過程中必不可少的關鍵支撐材料。業內人士表示,中國半導體行業要實現從跟蹤走向引領的跨越,電子氣體的突破將是重要一環。

半導體製造過程中刻蝕、清洗、外延生長、離子注入、摻雜、氣相沉積、擴散等要使用大量的電子氣體,且電子氣體的純度對芯片質量影響很大。隨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,對電子氣體的品種、數量、質量、安全性以及穩定性等方麵均提出了更高的要求。

根據國際半導體協會(SEMI)的數據,2016年全球半導體用特種氣體市場規模為34.7億美元,2017年增長到38.9億美元,增長率為12.32%。按照這個增速,2018年的市場規模預計在45億美元左右。

據了解,目前,國際上電子氣體產業已經處於非常成熟的時期,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,日本大陽日酸之和占比94%以上。

國內的半導體用電子氣體市場也主要被國外廠商占據,其中空氣化工、普萊克斯、昭和電工、英國BOC、液化空氣和日本大陽日酸6家公司合計市場占有率高達85%。中船重工718所副所長王少波在接受《中國電子報》記者采訪時表示,半導體用電子氣體國產化將大幅降低中國芯片製造商的製造成本,提高中國芯片製造業的競爭力。但由於存在很高的進入門檻,目前電子氣體的國產化率較低。“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。

電子氣體難全麵進入IC領域的三大原因

電子氣體生產的瓶頸很多,從原材料純度開始,到合成工藝、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,但是國內電子氣體的生產商還不能全麵進入集成電路等領域。江蘇南大光電材料股份有限公司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務。和國際巨頭公司相比,國內的供應商總體來說體量較小,目前大多通過低價競爭的方式占領一點市場份額,從而導致價格快速下滑,利潤很薄,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,質量穩定性問題。電子氣體,特別是高純電子氣體是影響電子器件可靠性和成品率的重要因素。隨著電子信息技術的飛速發展,對電子氣體的純度要求也越來越高,經常需要6N級(99.9999%)甚至更高的純度,並且對電子氣體質量的穩定性要求也越來越苛刻。“舉一個例子,如果一種電子氣體產品,在集成電路製造工藝中通過驗證,這樣的純度和質量要求就被鎖定了。芯片製造商不希望看到產品的質量有任何變化,即使是純度的進一步提高也可能產生意想不到的問題。所以電子材料生產過程的任何改變,包括更換原料供應商、生產工藝的變動等,都必須及時通知芯片製造商,他們會根據情況決定是否重新進行驗證。由於國內企業生產的電子氣體發生過多次質量事故,因此,影響了芯片製造商對本土電子產品的信任度。”許從應對記者說。

第三,國內電子氣體產品的包裝、儲運未能和現代電子工業的要求接軌。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,世界半導體工業中心正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,並保證穩定的供應。

“特別是一些依賴進口的品種,如激光氣等,必須盡快實現進口替代,以保障我國半導體產業的健康發展。”許從應向《中國電子報》記者表示,“電子氣體多為易燃、易爆、劇毒,屬於控製範疇,進口非常麻煩,運輸周期較長,這嚴重製約國內光電子、微電子產業的健康穩定發展。另外,電子氣體作為核心關鍵原材料,廣泛地應用在國防軍工領域,因此,歐美等發達國家和地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,實施禁運,嚴重地影響了國防、軍工、航空、航天事業的發展。”

但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。許從應認為,電子氣體企業必須在尊重市場經濟規律的前提下實現兼並重組,減少惡性競爭和重複投資的浪費,優化資源的使用,提升企業的創新能力。企業還要更新理念,引進6西格瑪等先進的質量管理體係,配備了解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。他還建議,國家應該在資金投放和稅收政策等方麵,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與電子氣體產業建設,幫助企業做大做強。“相信中國一定能夠在5到10年內形成一到兩個大型的、專業全麵提供配套產品和全方位服務的、國內國際知名品牌的電子氣體材料企業。”許從應最後說。

任何一種電子氣體要打入半導體製造領域,至少要麵對三個難關:驗證氣體的性能、量產實績以及客戶端的認可程度。王少波告訴《中國電子報》記者,目前在電子氣體國產化進程中,通過客戶的測試驗證、取得客戶的認可還存在一定的困難。因此,他認為,發展國內電子氣體產業,需要國家落實和完善對該類企業的財稅、資金等優惠政策支持,加大財政資金、大基金和金融部門的扶持力度,引導集成電路廠家使用國產電子氣體,從而幫助企業把握發展機遇,加快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、關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。

節選自中國電子報、電子信息產業網