國產電子氣體短板明顯，產用雙方需共同發力

作者：王少波 張雷，供職於中國船舶重工集團公司第七一八研究所

隨著全球半導體產業的發展，半導體材料已成為21世紀信息社會和大數據時代高新技術產業的基礎材料，它的發展對高速計算、大容量信息通信、存儲、處理、電子對抗、武器裝備的小型化和智能化，甚至對國民經濟的發展和國家安全等都具有非常重要的意義。

電子氣體作為極大規模集成電路、平面顯示器件、化合物半導體器件、太陽能電池、光纖等電子工業生產中不可缺少的基礎和支撐性材料之一，被廣泛應用於薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝，沒有這些基本原材料，其下游的IC、LCD/LED、光伏太陽能產品就無法製造，引進設備的正常產能就無法釋放，因此中國電子氣體對我國半導體產業的發展起著至關重要的作用。

集成電路產業發展帶動材料需求上漲

全球領先的信息技術研究和顧問公司Gartner的研究顯示，2017年全球半導體收入有望首次突破4000億美元，達到4014億美元，較2016年增長18.4%;2016年全球半導體市場銷售額為3435億美元，較2015年的3349億美元提升2.6%。

集成電路產業按照摩爾定律持續發展，製程節點不斷縮小，今天三星已掌握7nm，台積電10nm已量產，晶片3D技術越來越成熟，整體發展趨勢為線寬越來越窄，3D NAND層數越來越多。

作為全球電子產品製造大國，近年來中國電子信息產業的全球地位迅速提升，產業鏈日漸成熟，這為中國集成電路產業發展提供了機遇。

特別是2014年《國家集成電路產業推動綱要》的實施細則落地，大規模集成電路的國產化已被列為我國政府中長遠發展規劃，大基金項目啟動，地方各基金紛紛建立。

在科技部02專項、集成電路材料和零部件產業技術創新戰略聯盟和集成電路生產廠家的共同努力和支持下，經過近10年的努力，中國大陸已初步形成集成電路產業、製造材料和零部件供應鏈雛形，並推動中國集成電路產業進入新的黃金髮展期，中國市場已成為全球集成電路市場增長的主要推動力之一。

一直以來集成電路占據半導體產品80%的銷售額，近幾年更是達到90%以上，業務規模遠遠超過半導體中分立器件、光電子器件和傳感器三大細分領域。

有機構預測，2017年國內集成電路產業將達5355.2億元，較去年同比增長23.5%。

集成電路產業離不開材料的支撐，集成電路製造過程中需要的主要原材料有幾十種。

材料的質量和供應直接影響著集成電路的質量和競爭力，因此材料產業是集成電路產業鏈中上游重要的一環。

目前，集成電路製造主要材料包括矽材、掩膜、電子氣體、工藝化學品、光刻膠、拋光材料、靶材、封裝材料等。

國際半導體設備材料產業協會(SEMI)發表的最新統計數據指出，2016年全球半導體材料市場收入為443億美元，與2015年相比增長2.3%，其中晶圓製造材料市場為247億美元，封裝材料市場為196億美元，相較2015年分別增長3.1%和1.4%;台灣地區為97.9億美元，占比達22.1%，連續7年蟬聯最大市場，其動力源於大型晶圓製造廠和先進的封裝基地。

韓國、北美與歐洲都有微幅增長，中國大陸市場份額較上年則有8%的漲幅，顯現出中國半導體材料市場的興起。

我國晶圓製造電子材料在2016年市場總額達343.03億元，較2015年增長6.9%，預計2017年將達359.36億元。

未來中國基於廣大的市場消費群體，預計仍將保持增長態勢。

2015年與2016年各地區半導體材料市場規模如表所示。

補齊短板滿足國內電子氣體巨大需求

據全球半導體協會統計，目前常用的電子氣體純氣有60多種，混合氣有80多種。

隨著半導體集成電路技術的發展，對電子氣體的純度和質量要求越來越高。

我國電子氣體目前的發展目標是增加品種、增加產量、提高國產化率，並向完成對特氣生產及應用的全套技術開發的目標努力，其中的技術包括：高危、易燃易爆、腐蝕性、劇毒氣體純化、監測、充裝、輸送、貯存技術，以及安全環保技術、現場配氣技術、回收與再利用技術等。

同時還要提高混合氣使用效率，解決安全使用和運輸電子氣體，特別是高純氟氣的問題，推動綠色氣體的使用，以及滿足降低處理廢氣成本和環保要求，從而確定高純電子氣體發展方向為：綠色氣體、現場發生技術和回收技術。

電子氣體是僅次於矽片和矽基材料的國內第二大市場需求半導體材料，2016年，電子氣體國內市場需求為48.02億元，占比14%。

經過近10年的發展，國內電子氣體行業湧現了一批生產質量穩定，能夠被半導體客戶接受的電子氣體生產企業。

但是，與巨大的、快速發展的國內需求相比還遠遠不夠。

據業內不完全統計，從2012年至2016年，國內電子氣體企業實際生產銷售額占中國晶圓製造電子氣市場需求由3.8%增加至25.0%，預計2017年將增加至28.4%。

雖然有了較大的發展和進步，但國內電子氣體企業生產總量還遠遠滿足不了國內市場需求。

國外電子氣體企業多為大型跨國公司，具有較強的實力和技術積澱，業務涵蓋範圍較寬，可以同時為企業打包提供很多氣體服務，具有很強的競爭力。

國內電子氣體生產企業與國外大公司相比有較大差距，有著巨大的發展空間。

目前國內電子氣體行業存在的問題具體表現為：產業整體規模不大，國產化率低，企業規模小，缺乏領軍企業，容易受到國外大企業排擠和打壓;高端製造方面的新材料技術不足，技術門檻低的氣體種類大量重複建設和擴產，無序競爭現象嚴重;部分電子氣體企業是從大化工行業或工業氣體轉型而來，其品質意識、管理理念和安全管理水平不到位，造成個別產品質量穩定性欠佳。

綜上所述，我國電子氣體目前還屬於電子材料發展的短板，需著力發展，因此建議：國家應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，從而幫助企業把握髮展機遇，加快企業技術進步和做大做強;企業應努力提升技術創新和管理水平，加強質量管控，用過硬的產品為客戶服務。

中國船舶重工集團公司第七一八研究所(以下簡稱：中船七一八所)堅持深度軍民融合、持續技術創新，突破技術壁壘，相繼研製出高純三氟化氮、六氟化鎢氣體和三氟甲磺酸系列產品，並實現規模化生產，填補了國內空白，打破國外企業對三氟化氮、六氟化鎢的價格控制，增強了下游產品在國際市場上的競爭力，為國內半導體和液晶面板行業的發展作出了突出貢獻。

截至目前，三氟化氮、六氟化鎢產能近期將分別達9000噸/年、1300噸/年，兩個產品生產規模均位居國內第一、世界前三，基本進入了國內所有的半導體、液晶面板及太陽能行業的廠家及全球知名的半導體廠家。

根據規劃，中船七一八所將在2020年把三氟化氮和六氟化鎢產能擴大至16000噸/年、2000噸/年，並致力打造成為世界第一的電子特種氣體材料生產服務商。

另外，中船七一八所自2013年國家科技部批准02專項「高純電子氣體研發與產業化」項目立項後，又開始從事SiF4、C2F6、C3F8、C4F8、HF、HCl、COF2等七種電子氣體及十種混合氣體的研發和產業化工作。

目前，上述氣體的研製工作已順利完成，大部分已通過國內知名半導體企業的測試，並積極實現量產。

註：資料來源：國際半導體設備材料產業協會（SEMI）。

金額和百分比可能由於四捨五入導致結果不一致；其他地區指新加坡、馬來西亞、菲律賓、東南亞其他地區以及規模較小的全球性市場。