電子氣體空缺巨大 遠遠滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求

　　隨著(zhù)全球半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，半導體材料已成為二十一世紀信息社會(huì )和大數據時(shí)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎材料，它的發(fā)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(jīng)濟的發(fā)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(yáng)能電池、光纖等電子工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的基礎和支撐性材料之一，被廣泛應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝，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)的設備正常產(chǎn)能無(wú)法釋放，這樣我國制造成本必將被少數原料供應商控制，因此中國電子氣體的發(fā)展對我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

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

　　1.全球半導體材料市場(chǎng)分析

　　根據全球領(lǐng)先的信息技術(shù)研究和顧問(wèn)公司Gartner研究顯示，2017年全球半導體收入有望首次突破4000億美元，達到4014億美元，較2016年增長(cháng)18.4%;2016年全球半導體市場(chǎng)銷(xiāo)售額為3435億美元，較2015年3349億美元提升2.6%。根據國際半導體設備材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )(SEMI)發(fā)表最新統計數據指出，2016年全球半導體材料市場(chǎng)收入為443億美元，與 2015 年相比增長(cháng)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(cháng)3.1%及1.4%;其中臺灣地區為97.9億美元，占比達22.1%，連續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、北美與歐洲都有微幅成長(cháng)，中國大陸市場(chǎng)份額較上年則有8%的漲幅。顯現出中國半導體材料市場(chǎng)的興起，未來(lái)中國基于廣大的市場(chǎng)消費群體，預計仍將保持增長(cháng)態(tài)勢，2015與2016年各地區半導體材料市場(chǎng)規模如下表。

　　2015與2016年各地區半導體材料市場(chǎng)規模(單位：億美元)

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

　　2.半導體集成電路發(fā)展趨勢

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

　　3.半導體發(fā)展對電子氣體的要求

　　隨著(zhù)半導體集成電路技術(shù)的發(fā)展，對電子氣體的純度和質(zhì)量要求越來(lái)越高，我國電子氣體目前發(fā)展目標是增加品種、增加產(chǎn)量、提高國產(chǎn)化率，并向完成對特氣生產(chǎn)及應用的全套技術(shù)開(kāi)發(fā)的目標努力，技術(shù)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(shù)，以及安全、環(huán)保技術(shù)、現場(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)展方向為：綠色氣體、現場(chǎng)發(fā)生技術(shù)和回收技術(shù)。

　　二、 中國電子氣體發(fā)展現狀

　　1.中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

　　作為全球電子產(chǎn)品制造大國，近年來(lái)中國電子信息產(chǎn)業(yè)的全球地位迅速提升，產(chǎn)業(yè)鏈日漸成熟，為中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了機遇。特別是2014年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)推動(dòng)綱要》的細則落地，大規模集成電路的國產(chǎn)化已被列為我國政府中長(cháng)遠發(fā)展規劃，大基金項目啟動(dòng)，地方各基金紛紛建立，各企業(yè)在科技部02專(zhuān)項和集成電路材料和零部件產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(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，中國內地已初步形成集成電路產(chǎn)業(yè)、制造材料和零部件供應鏈雛形，并推動(dòng)中國集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的黃金發(fā)展期，中國市場(chǎng)已成為全球集成電路市場(chǎng)增長(cháng)的主要推動(dòng)力之一。

　　集成電路一直以來(lái)占據半導體產(chǎn)品80%的銷(xiāo)售額，近幾年更是90%以上，業(yè)務(wù)規模遠遠超過(guò)半導體中分立器件、光電子器件和傳感器三大細分領(lǐng)域，長(cháng)期以來(lái)占據著(zhù)行業(yè)大部分市場(chǎng)規模，具備廣闊的市場(chǎng)空間，近年來(lái)呈現出快速增長(cháng)的態(tài)勢。截至目前預測2017年國內集成電路產(chǎn)業(yè)將達5355.2億元，較去年同比增長(cháng)23.5%。

　　2.中國半導體材料發(fā)展現狀

　　半導體材料是制造環(huán)節必不可少基礎材料，是制造環(huán)節的上游產(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)量和供應直接影響著(zhù)集成電路的質(zhì)量和競爭力，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。我國晶圓制造電子材料在2016年市場(chǎng)總額達343.03億，較2015年增長(cháng)6.9%，預計2017年將達359.36億元。

　　3.中國電子氣體發(fā)展現狀

　?、胖袊娮託怏w是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場(chǎng)需求半導體材料，電子氣體2016年的國內市場(chǎng)需求為48.02億，占比14%。據全球半導體協(xié)會(huì )統計，目前常用的電子氣體純氣有60多種，混合氣80多種。中國電子氣體經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，國內涌現了一些生產(chǎn)質(zhì)量穩定，能夠被半導體客戶(hù)接受的電子氣生產(chǎn)企業(yè)，但是，與巨大的、快速發(fā)展的國內需求相比還遠遠不夠，據業(yè)內不完全數據統計，從2012年至2016年，國內電子氣體企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)銷(xiāo)售額占中國晶圓制造電子氣市場(chǎng)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(fā)展和進(jìn)步，但國內電子氣體企業(yè)生產(chǎn)總量遠遠滿(mǎn)足不了國內市場(chǎng)需求。

　?、茋怆娮託怏w企業(yè)多為大型跨國公司，具有較強的實(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)，具有很強競爭力。國內電子氣體生產(chǎn)企業(yè)與國外大公司相比有較大差距，有著(zhù)巨大的發(fā)展空間。

　　另外目前國內電子氣體發(fā)展問(wèn)題具體表現為：A.產(chǎn)業(yè)整體規模不大，國產(chǎn)化率低，企業(yè)規模小，缺乏領(lǐng)軍型企業(yè)，容易被受到國外大企業(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)大量重復建設和擴產(chǎn)，無(wú)序競爭現象嚴重;C.部分電子氣體企業(yè)是從大化工行業(yè)或工業(yè)氣體轉型而來(lái)，其品質(zhì)意識、管理理念和安全管理水平不到位，造成個(gè)別產(chǎn)品質(zhì)量穩定性欠佳。

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

　　中國船舶重工集團公司第七一八研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：中船七一八所)堅持深度軍民融合、持續技術(shù)創(chuàng )新，突破技術(shù)壁壘，相繼研制出高純三氟化氮、六氟化鎢氣體和三氟甲磺酸系列產(chǎn)品，并實(shí)現規?；a(chǎn)，填補了國內空白，打破國外企業(yè)對三氟化氮、六氟化鎢的價(jià)格控制，增強了下游產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上的競爭力，為國內半導體和液晶面板行業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻。

　　截止目前三氟化氮、六氟化鎢產(chǎn)能近期將分別達9000噸/年、1300噸/年，兩個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)規模均位居國內第一，世界前三，基本進(jìn)入了國內所有的半導體、液晶面板及太陽(yáng)能行業(yè)的廠(chǎng)家及全球知名的半導體廠(chǎng)家，例如臺積電、格羅方德、海力士、因特爾、東芝、三星、中芯國際、群創(chuàng )光電、京東方、中電熊貓、華星光電等國際國內知名大型半導體廠(chǎng)及液晶面板廠(chǎng)均在使用?，F在中船七一八所把握時(shí)機，持續做好技術(shù)創(chuàng )新，加快產(chǎn)能建設，將在2020年把三氟化氮和六氟化鎢產(chǎn)能擴大至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年國家科技部批準02專(zhuān)項“高純電子氣體研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目立項后，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)國內知名半導體企業(yè)的測試，并積極實(shí)現量產(chǎn)。

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