電子氣體空缺巨大 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求

 

　　電子氣體作為極大規(guī)模集成電路、平面顯示器件、化合物半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池、光纖等電子工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的基礎(chǔ)和支撐性材料之一，被廣泛應(yīng)用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴(kuò)散等工藝，沒(méi)有這些基本原材料，其下游的IC、LCD／LED、光伏太陽(yáng)能就無(wú)法制造，引進(jìn)的設(shè)備正常產(chǎn)能無(wú)法釋放，這樣我國(guó)制造成本必將被少數(shù)原料供應(yīng)商控制，因此中國(guó)電子氣體的發(fā)展對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

 

　　一、全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)分析及半導(dǎo)體發(fā)展對(duì)電子氣體的要求

 

　　1.全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)分析

 

　　根據(jù)全球領(lǐng)先的信息技術(shù)研究和顧問(wèn)公司Gartner研究顯示，2017年全球半導(dǎo)體收入有望首次突破4000億美元，達(dá)到4014億美元，較2016年增長(zhǎng)18.4％；2016年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷(xiāo)售額為3435億美元，較2015年3349億美元提升2.6％。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）發(fā)表最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指出，2016年全球半導(dǎo)體材料市場(chǎng)收入為443億美元，與2015年相比增長(zhǎng)2.3％；其中晶圓制造材料市場(chǎng)為247億美元，封裝材料市場(chǎng)為196億美元，相較2015年分別成長(zhǎng)3.1％及1.4％；其中臺(tái)灣地區(qū)為97.9億美元，占比達(dá)22.1％，連續(xù)7年蟬聯(lián)最大市場(chǎng)，其動(dòng)力源于大型晶圓制造廠(chǎng)和先進(jìn)封裝基地。韓國(guó)、北美與歐洲都有微幅成長(zhǎng)，中國(guó)大陸市場(chǎng)份額較上年則有8％的漲幅。顯現(xiàn)出中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的興起，未來(lái)中國(guó)基于廣大的市場(chǎng)消費(fèi)群體，預(yù)計(jì)仍將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2015與2016年各地區(qū)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模如下表。

 

　　2015與2016年各地區(qū)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模（單位：億美元）

　　注：資料來(lái)源：國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）。金額和百分比可能由于四舍五入導(dǎo)致結(jié)果不一致；其他地區(qū)指新加坡、馬來(lái)西亞、菲律賓、東南亞其他地區(qū)以及規(guī)模較小的全球性市場(chǎng)。

 

　　2.半導(dǎo)體集成電路發(fā)展趨勢(shì)

 

　　集成電路產(chǎn)業(yè)按照摩爾定律持續(xù)發(fā)展，制程節(jié)點(diǎn)不斷縮小，今天三星已掌握7nm，臺(tái)積電10nm已量產(chǎn)，芯片3D技術(shù)越來(lái)越成熟，整體發(fā)展趨勢(shì)為線(xiàn)寬越來(lái)越窄，3DNAND層數(shù)越來(lái)越多。幾十年來(lái)，集成電路產(chǎn)業(yè)沿著摩爾定律發(fā)展，1971年集成電路的制程節(jié)點(diǎn)是10微米（百分之一毫米），今年臺(tái)積電將開(kāi)始量產(chǎn)10納米（十萬(wàn)分之一毫米），技術(shù)節(jié)點(diǎn)縮小到千分之一，意味著晶體管面積縮小百萬(wàn)分之一。近幾年國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下圖1所示。

　　圖1國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

 

　　3.半導(dǎo)體發(fā)展對(duì)電子氣體的要求

 

　　隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子氣體的純度和質(zhì)量要求越來(lái)越高，我國(guó)電子氣體目前發(fā)展目標(biāo)是增加品種、增加產(chǎn)量、提高國(guó)產(chǎn)化率，并向完成對(duì)特氣生產(chǎn)及應(yīng)用的全套技術(shù)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)努力，技術(shù)包括：高危、易燃易爆、腐蝕性、劇毒氣體純化、監(jiān)測(cè)、充裝、輸送、貯存技術(shù)，以及安全、環(huán)保技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)配氣技術(shù)、回收與再利用技術(shù)等。

 

　　同時(shí)為提高混合氣使用效率，解決安全使用和運(yùn)輸電子氣體，特別是高純氟氣的問(wèn)題，以推動(dòng)綠色氣體的使用，以及滿(mǎn)足降低處理廢氣成本和環(huán)保要求，從而確定高純電子氣體發(fā)展方向?yàn)椋壕G色氣體、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生技術(shù)和回收技術(shù)。

 

　　二、中國(guó)電子氣體發(fā)展現(xiàn)狀

 

　　1.中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 

　　作為全球電子產(chǎn)品制造大國(guó)，近年來(lái)中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的全球地位迅速提升，產(chǎn)業(yè)鏈日漸成熟，為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了機(jī)遇。特別是2014年《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)推動(dòng)綱要》的細(xì)則落地，大規(guī)模集成電路的國(guó)產(chǎn)化已被列為我國(guó)政府中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，大基金項(xiàng)目啟動(dòng)，地方各基金紛紛建立，各企業(yè)在科技部02專(zhuān)項(xiàng)和集成電路材料和零部件產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟集成電路生產(chǎn)廠(chǎng)家的共同努力和支持下，經(jīng)過(guò)近十年努力，中國(guó)內(nèi)地已初步形成集成電路產(chǎn)業(yè)、制造材料和零部件供應(yīng)鏈雛形，并推動(dòng)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的黃金發(fā)展期，中國(guó)市場(chǎng)已成為全球集成電路市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力之一。

 

　　集成電路一直以來(lái)占據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)品80％的銷(xiāo)售額，近幾年更是90％以上，業(yè)務(wù)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)半導(dǎo)體中分立器件、光電子器件和傳感器三大細(xì)分領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來(lái)占據(jù)著行業(yè)大部分市場(chǎng)規(guī)模，具備廣闊的市場(chǎng)空間，近年來(lái)呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。截至目前預(yù)測(cè)2017年國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)將達(dá)5355.2億元，較去年同比增長(zhǎng)23.5％。

 

　　2.中國(guó)半導(dǎo)體材料發(fā)展現(xiàn)狀

 

　　半導(dǎo)體材料是制造環(huán)節(jié)必不可少基礎(chǔ)材料，是制造環(huán)節(jié)的上游產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游。集成電路產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)材料的支撐，集成電路制造過(guò)程中需要的主要原材料有幾十種。材料的質(zhì)量和供應(yīng)直接影響著集成電路的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，因此材料產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中上游重要的一環(huán)。目前，集成電路制造主要材料包括硅材、掩膜、電子氣體、工藝化學(xué)品、光刻膠、拋光材料、靶材、封裝材料等。我國(guó)晶圓制造電子材料在2016年市場(chǎng)總額達(dá)343.03億，較2015年增長(zhǎng)6.9％，預(yù)計(jì)2017年將達(dá)359.36億元。

 

　　3.中國(guó)電子氣體發(fā)展現(xiàn)狀

 

　　⑴中國(guó)電子氣體是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場(chǎng)需求半導(dǎo)體材料，電子氣體2016年的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為48.02億，占比14％。據(jù)全球半導(dǎo)體協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前常用的電子氣體純氣有60多種，混合氣80多種。中國(guó)電子氣體經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了一些生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，能夠被半導(dǎo)體客戶(hù)接受的電子氣生產(chǎn)企業(yè)，但是，與巨大的、快速發(fā)展的國(guó)內(nèi)需求相比還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，據(jù)業(yè)內(nèi)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2012年至2016年，國(guó)內(nèi)電子氣體企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)銷(xiāo)售額占中國(guó)晶圓制造電子氣市場(chǎng)需求由3.8％增加至25.0％，預(yù)計(jì)2017年將增加至28.4％，雖然有了較大的發(fā)展和進(jìn)步，但國(guó)內(nèi)電子氣體企業(yè)生產(chǎn)總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。

 

　　⑵國(guó)外電子氣體企業(yè)多為大型跨國(guó)公司，具有較強(qiáng)的實(shí)力和技術(shù)積淀，業(yè)務(wù)涵蓋范圍較寬，可以同時(shí)為企業(yè)打包提供很多氣體服務(wù)，具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)電子氣體生產(chǎn)企業(yè)與國(guó)外大公司相比有較大差距，有著巨大的發(fā)展空間。

 

　　另外目前國(guó)內(nèi)電子氣體發(fā)展問(wèn)題具體表現(xiàn)為：A.產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模不大，國(guó)產(chǎn)化率低，企業(yè)規(guī)模小，缺乏領(lǐng)軍型企業(yè)，容易被受到國(guó)外大企業(yè)排擠和打壓；B.高端制造方面的新材料技術(shù)不足，技術(shù)門(mén)檻低的氣體種類(lèi)大量重復(fù)建設(shè)和擴(kuò)產(chǎn)，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象嚴(yán)重；C.部分電子氣體企業(yè)是從大化工行業(yè)或工業(yè)氣體轉(zhuǎn)型而來(lái)，其品質(zhì)意識(shí)、管理理念和安全管理水平不到位，造成個(gè)別產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性欠佳。

 

　　綜上所述，我國(guó)電子氣體目前還屬于電子材料發(fā)展的短板，需著力發(fā)展，因此建議：國(guó)家應(yīng)落實(shí)和完善對(duì)該類(lèi)企業(yè)的財(cái)稅、資金等優(yōu)惠政策支持，加大財(cái)政資金、大基金和金融部門(mén)的扶持力度，引導(dǎo)集成電路廠(chǎng)家使用國(guó)產(chǎn)電子氣體，從而幫助企業(yè)把握發(fā)展機(jī)遇，加快企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和做大做強(qiáng)；企業(yè)應(yīng)努力提升技術(shù)創(chuàng)新和管理水平，加強(qiáng)質(zhì)量管控，用過(guò)硬產(chǎn)品為客戶(hù)服務(wù)。

 

　　中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：中船七一八所）堅(jiān)持深度軍民融合、持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，突破技術(shù)壁壘，相繼研制出高純?nèi)?、六氟化鎢氣體和三氟甲磺酸系列產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，打破國(guó)外企業(yè)對(duì)三氟化氮、六氟化鎢的價(jià)格控制，增強(qiáng)了下游產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體和液晶面板行業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。

 

　　截止目前三氟化氮、六氟化鎢產(chǎn)能近期將分別達(dá)9000噸／年、1300噸／年，兩個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模均位居國(guó)內(nèi)第一，世界前三，基本進(jìn)入了國(guó)內(nèi)所有的半導(dǎo)體、液晶面板及太陽(yáng)能行業(yè)的廠(chǎng)家及全球知名的半導(dǎo)體廠(chǎng)家，例如臺(tái)積電、格羅方德、海力士、因特爾、東芝、三星、中芯國(guó)際、群創(chuàng)光電、京東方、中電熊貓、華星光電等國(guó)際國(guó)內(nèi)知名大型半導(dǎo)體廠(chǎng)及液晶面板廠(chǎng)均在使用?，F(xiàn)在中船七一八所把握時(shí)機(jī)，持續(xù)做好技術(shù)創(chuàng)新，加快產(chǎn)能建設(shè)，將在2020年把三氟化氮和六氟化鎢產(chǎn)能擴(kuò)大至16000噸／年、2000噸／年，并致力打造成為世界第一的電子特種氣體材料生產(chǎn)服務(wù)商。

 

　　另外，中船七一八所自2013年國(guó)家科技部批準(zhǔn)02專(zhuān)項(xiàng)“高純電子氣體研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目立項(xiàng)后，又開(kāi)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(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。目前，上述氣體的研制工作已順利完成，大部分已通過(guò)國(guó)內(nèi)知名半導(dǎo)體企業(yè)的測(cè)試，并積極實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

 

　　總之，中國(guó)電子氣體產(chǎn)業(yè)目前仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，總體產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小，個(gè)別企業(yè)實(shí)力不足，而此時(shí)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從之前的千億扶持計(jì)劃，到中國(guó)制造2025，恰逢新興增長(zhǎng)點(diǎn)的孕育崛起期，因此中國(guó)電子氣體產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇。希望各電子氣體企業(yè)加快前瞻布局，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，加速應(yīng)用推廣，積極發(fā)展壯大；也希望各主管部門(mén)、投資單位、半導(dǎo)體企業(yè)都能夠高度重視，為完善我國(guó)集成電路材料和零部件產(chǎn)業(yè)鏈和半導(dǎo)體發(fā)展做出新的更大貢獻(xiàn)。

 

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)電子報(bào)