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氪氙氖震荡

2022-03-24陈晓平鄢子为

21世纪商业评论 2022年3期
关键词:光刻机华特特种

陈晓平 鄢子为

2月23日中午,地缘冲突升级,股市震荡,多数下行。

午后开盘,凯美特气逆势上涨,一度飙涨8%,华特气体演绎同样行情,午后暴涨超过15%。至尾盘,两家公司股价回调,仍然跑赢大盘。

走势诡异,缘起于电子特种气体。

乌克兰、俄羅斯均为特种气体的重要供应国,形势骤变,氪、氙、氖供应链存在隐忧,牵涉了半导体产业的稳定供应。

早在冲突爆发前,就有机构评估半导体供应链暴露在乌克兰局势下的风险,并敦促芯片公司寻找替代来源。

半导体制造,离不开三种电子特种气体,即氪气、氙气和氖气。它们都是无色无味的单原子气体,被称为半导体制造的“血液”。

以氙气为例,半导体制造商多用其进行“等离子蚀刻”,主要用于微电子机械系统(MEMS)的制造。

就晶圆制程来看,电子特种气体是仅次于硅片的第二大耗材,占材料成本的14%。

氪、氙、氖在空气中的含量极少,产量高度集中,以俄罗斯和乌克兰为主。早年,苏联将稀有气体视作发展空间项目的一种战略材料,配备有稀有气体提取和纯化设备。

今年2月,市场调研机构Techcet发布的报告显示,美国几乎所有的半导体氖气供应来自乌克兰和俄罗斯,主要在俄罗斯生产,乌克兰纯化。这些产量,又为法国液化空气、德国林德、乌克兰ICEBLICK等公司所控制。

氖、氪、氙为半导体生产所必需,绝对使用量不大,供应链替代也有限。

“关注度不高,加之提纯这些稀有气体需要一定的技术门槛,且与钢铁行业深度绑定,多年来,全球市场逐渐形成了依赖于俄罗斯与乌克兰的氖、氪、氙供应链。”中国特种气体市场资深分析师任路解释说。

乌克兰局势紧张,电子特种气体价格应声大涨。

iFind数据显示,截至2月23日,国内市场氖气价格报1650元/立方米,较年初上涨约60%。氙气则从年初的20万元/立方米涨到了28万元/立方米。

紧张氛围中,半导体所需的特种气体极易受影响。任路指出,半导体稀有气体库存只能正常使用6个月,应密切关注乌克兰局势的发展,为可能出现的供应短缺做准备。

具体到中国市场,电子特种气体(尤其高端气体)主要被国外巨头垄断。据亿渡数据,海外四大气体巨头——美国空气化工、德国林德、日本大阳日酸和法国液化空气占据超85%的份额。

单就生意来说,电子特气市场的体量很有限。

据预测,2020年全球用于半导体领域的电子特种气体为43亿美元,2021年预计是45.8亿美元。然而,其重要性并不限于纯商业价值。

这些年,中国本土供应商也在迎头赶上,其中就有凯美特气与华特气体。

凯美特气本是一家专业环保企业,以石油化工尾气(废气)、火炬气为原料进行回收利用。它本是中石化的“三产企业”,中石化上市进行主辅分离、改制分流,就被剥离出来。

它的核心产品为液体二氧化碳、氢气和液化气,占到约八成收入,客户中有可口可乐、百事可乐,供应其所需的高纯二氧化碳。

2018年,由湖南岳阳发改委批准立项,凯美特气利用已有技术力量和用地、厂房,新建12套电子特种气体生产和辅助装置,利用回收分离后的高纯氦氖氩氪氙等惰性气体,混配生产电子级特种气体。

该稀有气体项目于2020年7月正式投产,位于岳阳,总资产超过2亿元,到2021年上半年,项目收入827万元,产品分类新增“氪气”一项,产业化已经起步。

据披露,公司在准备光刻机巨头阿斯麦(ASML)的认证,以满足气体的性能要求。

目前,中国唯一通过阿斯麦认证的是华特气体,亦是全球仅有的、4类混合气全部通过其认证的四家气体公司之一。

非常难得的是,国内8寸以上集成电路制造厂商中,华特气体已实现超过80%的客户覆盖率,解决中芯国际、华虹宏力、长江存储等客户多种气体材料的进口制约,并进入了英特尔、美光科技、德州仪器等全半导体企业供应链体系。

“特种气体在技术进步、需求拉动、国家政策刺激等多重因素的影响下,国产化进程的增速将尤为明显。”华特气体预言,特种气体国产化已经具备客观条件。

而在集成电路等高端领域,仍由林德集团等国外气体公司寡头垄断。

光刻是半导体制造最关键工艺之一,要由光刻机来完成,特种气体品质,会极大影响工艺水平。

华特气体总经理傅铸红有过一段话的解释:光刻机里有一个激光腔,激光腔体内要通入稀有的混合气体,利用稀有气体电离激发出一种特定波长和能量的激光;光刻机再使用激光,去除芯片表面的光刻胶涂层,在芯片表面形成线宽为纳米级的特定的电路图案。

这是决定芯片工艺精度最重要的工序。光刻混合气是非常复杂且高精度的产品,一种光刻气含有4-5种组分气体。

行业不大,技术门槛很高,加之集成电路领域技术快速更迭,制程技术从28nm、14nm、7nm到5nm,对特种气体的纯度、混配精度等要求都在持续提升。

乌克兰、俄罗斯之后,中国也在成为全球特种气体的供应国。

据《2021年稀有气体进出口信息》统计,2021年,氖气出口量为6.5万立方,氪气出口量为2.5万立方,氙气出口量为900立方,而且部分产品实现了进口替代。

但就打破高端气体垄断而言,我们还有很长路要走。

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