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随着新兴产业的发展ૠ，气体ⓚ又被广泛应用于集成电路、显示面板、光伏、光纤光缆等行业的生产过程中，这类气体被成为“电子特种气体”。近段时间，在俄乌•冲突持续的背景下，特种气体受到市场的广泛关注。
作∪者：¾李<靖恒
近段时间，在俄乌冲突持续的背ü景γ下，特种气体受到市场的广泛Þ关注。
根«据央视报道，俄罗斯工业和贸易部在6月2日表示，俄罗斯在2022年年底前将限制氖气等惰性气体的出口。惰性气体又称稀有气体，包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气，可以应用于半导ö体制造È等行业。例如，在芯片的光刻工艺中，稀有气体的混合物在高压受激发后，会产生固定波长的光线，用于晶圆的光刻。
国内生产惰性气体的公司包括华特气体（688268.SH）、金宏气体Š（688106.SH）、凯美特气（002549.SZ）等。金宏气体董事会秘书办人士近日告诉经济观察网记者，芯片的制造过程要经过一些气态相关的工艺，总共需要几十种、甚至上百种的各类气体Ì，其中就包括稀有气体。目前，稀有气体的行情比较好，价格也一直上涨。该公司正å重点布局氦气，预计未来两年内产能会翻倍。
એ 6月5日，浙商证券分析师王华君和张杨表示在研报中表示，俄罗斯占全球惰性气体供应量约30%，俄罗斯的出口限制可能会加剧全球芯片市场的供应紧张。此外，乌克兰也曾是世界上最大的惰性气体供应国之一，全球约45%至54%的半导体级氖气产自乌克兰在马里乌波尔和敖德萨的惰性气体工厂。俄乌战Ċb;争后，两ઍ家工厂都关闭了业务，意味着全球的氖气产能突然失去了一半，引发全球氖气、氙气等价格一度跳涨。
截止6月14日，根据卓创资讯的数据ૣ，氖气的市场价格区间为每立方米1.25万元-1.6万元，年初的价格区间为每立方米1700元-2000元；氪气价格区间为每立方米4.9万元-®5.2万元，年初的价格区间为2万元-2.2万元；氙气的价格区间为每立方米49万元-52万元，年Ċa;初的价格区间为23万-26万元。
事实上，气体的在工业中的应用非常广泛。比如，根据华特气体年报介绍，普通工业气体产品主要૩为氧气、氮气、氩气等。其中，氧气主要用作金属冶炼等行业的助燃剂、化肥等化工工业的氧化剂；氮⊕气主要用作化工、机械制造、家电ð等行业的保护气、金属冶炼等行业的炉温退火；氩气主要用作电弧焊接的保护气、填充光电管等。
随着新兴产业的发展，气体又被广泛应用于集成电路◐、显示面板、光伏◑、光纤光缆等行业的生产过程中，这类气体被成为“电子特种气体”。凯美特气在年´报中称，电子特种气体是半导体产业的“血液”。
特种气体重♤要性正在提升
金宏气体人士告诉记者，该公司所生产的气体大致可以分为大宗气体和特ઢ种气体。相对大宗气体，芯片⇑生产过程中所需的特种气体的量不是特别多，但是种类非常多。实际上，在芯片的整个生产过程中，很多的工艺环节都Ï需要气体，总共需要几十种、甚至上百种各类气体。
金宏气体∅生产的大宗气体包括氮气、氢气、氧气等，特种气体包括超纯氨、高纯氧化亚氮、八⌋氟环丁烷、正硅酸乙酯、高纯二氧化碳等。事实上，特种气体和电子级的大宗气体都是半导体行业不可或缺的原材料à。
华特气体亦在年报中介绍વ，工业气体根据其用量大小可以分为大宗气体和特种气体两类，其中大ઠ宗气体又可ઍ分为空分气体（从空气中分离出的气体，包括氧气、氮气等）和合成气体（氢气、一氧化碳、乙炔等），特种气体根据用途不同可分为电子特种气体、医疗保健用气体、食品饮料用气体、航天用气体等。
其中，电子特种气体（简称“电子特气”）是指用于半导体、显示面板、光伏、LE੍D及其它电子产品生产过程的特种气体。根据深圳a0;市亿渡数据科φ技有限公司发布的《2021年中国特种气体行业短报告》，2021年中国的特种气体市场规模预计达342亿元，其中电子特气预计达216亿元，电子特气占特种气体接近6成。
“电子特气深度â参与芯片、显示面板、光伏、LED等核心制程，往往具有‘牵一发而动全身’的ળ效应。”华特气体称。
金宏气体人士对记者表示，芯片不同的制程和工艺，相应的气体用量、品种都会有所不同。这段时间大Ε家所关注的惰Ċc;性气体也叫稀有气体，也被应用于芯片制造环节ભ。
华特气体在年Ã报中介绍，在芯片产品的清洗、刻蚀工艺中，需要用到氟碳类产品，包括高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、八氟丙烷、高纯二氧化碳等；在光刻工艺中，☞需要用到光刻稀混气体（稀有气体的混合气），包括氪氖混合气、氟氖混合气等。此外，在芯片的外延、沉积、离子注入等工”艺过程都需要使用不同种类的电子特气。
据华特气体统计，半导体晶圆制造在电子特气应用中占比约70%，其次是▩面板显示市场占比约20%，剩下的ત部∋分包括光纤通信、太阳能电池等领域。
华特气体表示，随着全球晶圆厂的加速扩建以及产能的逐步释放，下游市场对电子特气的需ω求广阔，电子特气的市场空间持续憨扩大。而且，下游产业的迅速发展不仅在规模上增加了特种气体的需求，产业创新、技术迭代带来新工艺、新产品等，也进一步拓宽了特种‰气体的应用领域，不断产生新的特种气体产品需求。
金宏气体人士¨告诉记者，该公司的稀有气体占营收比例正在上升。因为行情લ比较好，目前金ਖ਼宏气体正在重点布局氦气。在明后年的规划上，氦气的产量会有翻倍以上的增长。氦气往往从天然气中提取，该公司从海外采购一手的氦气生产资源。
根据金宏气体年报，该公司2021â年大宗ⓖ气体产量为24.34万吨，同比下降13.21%；特种气体产量为7.24万吨，同比上升29.78万吨。其中，大宗气体毛利率为27.21%，特种气体毛利率为35.46%。
◈ 金宏气体表示，根据业界经验数据，工业气体行业增速是全球GDP增速的2到2.5倍。◐传统上，大型钢铁冶炼、化工企业往往自行建造空气分离装置，以满足自身气体需求。随着专业化分工合作的快速发展，外包气体供应商可以满足客户对气体种类、纯度和压力等不同需求，为其提供综合气体解决方案，有利于减少客户在设备、技术、研发上的巨额投入ω。2019年中国工业气体外包率约为55%，到2020年为57%，相比发达国家80%的外包率仍有较大差距。
纯度ù要求趋近Æ极致Ö 国产替代进行中
金宏气体人士向记者介绍，芯片制造通常对气体纯度ⓑ要求都比较高¨。该公司生产的电子气体ⓩ，很多产品都达到了9N纯度。这个N代表的是纯度中9的数量，比如5N代表99.999%纯度。不同的产品需要的纯度不同，超纯氨能达到7N，高纯氧化亚氮是5N（也被称为“笑气”）。
金宏气体也在年报ગ中表示，半导体行业对于气源及其供应系统有着苛刻的要求，电子气体的深度提纯难度大↵，而纯ੌ度是气体质量最重要的指标。在芯片加工过程中，微小的气体纯净度差异将导致整个产品性能的降低甚至报废。
据金宏气ⓤ体介绍，电子气体纯度往往要求5N以上级别。此外，还要将气体中的金属元素杂质含量净化到10的负9次方级别至10的负12次方级别。气Ι体纯度每提高一个层次对纯化技术就提出了更高的要求，Ąf;技术难度也将显著上升。
华特气体也在年报中表示，气体纯度是特种气体产品的核心参数，要求超纯、超净。其中，超纯要求气体纯度憨达到4.5N、5N甚至6N、7N，超净要求严格控制粒子与金属杂质的含量，纯度每提升一个N以及粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级都将带来工艺复杂度和难度的ⓓ显著提升ⓕ。
随着气体纯度的提升，检测微量杂质的单位ⓣ也越来越小。金宏气体人士向记者表示，衡量微量气体的浓度单位可以用ppm、ppb、ppt等单位表示，其中，ppm代表10的负6次方级别，ppb代表10的È负9次方级别，ppt代表10的负12次方级别。
据金宏气体年报介绍，随着新兴行业对工业气体纯度要求的日益提升，对气体中杂质含量的检测分析技术←也更为严格，ϖ从早期的Þe;常量级逐渐发展到目前的ppm级、ppb级甚至达到ppt级。
华特气体亦表示，在配制混合气的过程中，随着产品♡组分的增加、配制精度的上升，常常要求气体供应商能够对多种pÝpm乃至ppb级浓度的气ਰ体组进行精细操作，其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。
华特气体进一步表示，集成电路领域技术快速更迭，Λ晶圆尺寸从6寸、8寸发展到12寸，制程技术从2♫8nm、14nm、7nm到5nm。作为集成电路行业的关键性材料，特种气体的精细化程度也持续提高，ઘ对特种气体生产企业在气体纯度、混配精度等方面的技术要求都将持续提高。
ਠ然而，凯美特气在年报中介绍，目前国内电子特气市场，特别是高端电子特气的国内自ⓜ给率š非常低，中国电子特种气体有80%以上依赖进口。
“2022年2月俄¡乌冲突给稀有气体供应带来重大不确定性，一时间供应紧张，价格Ρ飙涨，给供应安全带来负面冲击，未来▧如何进一步实现特种气体国产化，保障国内高端制造业发展是公司面临的一个新形势。”华特气体称。
不过，国内的特种气体生产企业也在逐渐填补缺口。据华特气体介绍，该公司逐步实现了高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、光刻气等近20多个产品的进口替代。而且，华特气体研发生产的4种光刻混合气分别在2017年和2021年获得了ਮ光刻机制造厂商阿斯麦公司（ASML）和日本GIGਪAPHOTONR公司的认证，成为了Ν国内唯一一家获得两家光刻机厂商认证的气体公司。
目前，华特气体部分产品已批量供应14nm、7nm等产线，部÷≡分氟碳类产品已进入到5nm的工艺使用。“客观上国内的特种气体开始ࣻ逐步具备替代进口的能力，未来国产替代进口的市场需求广阔。”华特气体称。
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