电子工业的血液和粮食——含氟电子气体

近年来，我国超大规模集成电路、平板显示器、光伏发电等产业迅速发展，含氟电子气体市场需求量明显增加。《中国氟化工行业“十三五”规划》中提到，含氟电子气体属于重点研发和培育的氟化学品，也是含氟化学品领域的高附加值产品。

1、含氟电子化学品

电子化学品，是指为电子工业配套的专用化学品，其质量好坏将直接影响到电子器件的优劣，素有"一代材料、一代产品"之说。由于氟原子有极强的反应活性和较大的电负性，用氟原子和含氟基团代替电子化学品上的其他基团，能够显著提高电子化学品的性能。目前，含氟电子化学品已成为众多电子化学品中的重要一员，主要应用于平板显示、光伏新能源和集成电路等半导体电子产业。

中国是世界电子产品的制造中心，全球有过半以上的各类电子产品由中国大陆生产制造，但制造所需的高档芯片几乎全部依赖进口，最近几年其进口值已超过原油，高达2200亿美元。为此，中央及地方政府相继出台许多利好政策及资金支持，试图能尽快缩短差距，扭转这种尴尬局面。

表1

2、电子气体

2017年全国各地兴起了一股全球难以看到的“半导体热”，不同的半导体制造过程使用的气体种类不同，对气体纯度的要求也不一样，然而没有高质量的气体，半导体制造无从谈起。2017年我国气体尤其是用于IC（集成电路）制造的各类高纯气体、电子混合气体发生了爆发性的发展和惊人的进步，许多有影响的外资气体公司也开始抢滩中国，以各种方式在国内开展本土化生产。

电子气体是特种气体的一个重要分支，是超大规模集成电路、平面显示器件、太阳能电池，光纤等电子工业生产不可或缺的原材料，广泛应用于薄膜、蚀刻、掺杂、气相沉积、扩散等半导体工艺。在国家发展改革委《产业结构调整指导目录(2011年本)(修正)》中，电子气体被列入国家重点鼓励发展的产品和产业目录。其主要种类见表2。

表2

世界主要的电子气体生产商：

以上这些公司几乎垄断了全球电子气体市场。随着中国电子行业的迅猛发展，我国的电子气体国产化生产和市场占有率也在不断突破，但与国外仍有一定差距。

就短期而言，电子特气朝高纯的方向发展是电子气体产业的一个必然趋势，这就要求电子气体的生产纯化技术不断提升以满足市场对纯度的要求，进而实现其价值。

3、含氟电子气体

含氟电子气体是电子气体领域的高端产品，主要涉及表2中的氟化物系列、含氟的硅化物、含氟的硼化物等电子气体，在半导体制造过程中扮演着重要的角色，主要用作清洗剂、蚀刻剂、掺杂剂及成膜材料等，约占电子气体市场的30%。

目前，我国能够自主且规模化生产CF4、CHF3、CH2F2、CH3F、C2F6、SF6、NF3、BF3、COF2等含氟电子气体，但是国产含氟电子气体难以得到下游应用企业的认可，除CF4、SF6和NF3外，几乎没有或仅有少量国产化的含氟电子气体产品在市场上销售。

如今，国内半导体行业所用的含氟电子气体90%以上是由外国独资或合资企业提供，美国空气化工、法国液空集团、德国林德等气体行业的巨头在国内都建立了多家合资公司。

4、我国发展现状及展望

随着人们对电子产品的需求迅速增加，电子行业获得了空前的发展，高纯、超高纯的含氟电子气体的市场需求量也急剧增长。无疑作为原材料的特种气体存在很大的发展空间。

由于特种电子气体行业投资大，尤其是含氟电子气体生产商须具有雄厚的资金实力和研发能力。因此，我国含氟电子气体发展水平与世界先进水平存在一定的差距，主要的原因是国内含氟电子气体品种不齐全，研究和生产的相关技术和配套还不够完善。

随着《中国制造 2025》的提出，集成电路被放在发展新一代信息技术产业的首位，考虑到我国集成电路制造材料产业链的完整性，国家相关的产业政策和产业发展计划应重视超净、高纯原材料的发展布局，强化整条产业链的深度融合，摆脱核心环节受控于人的局面，确保集成电路产业未来的自主可控发展。因此，作为集成电路产业关键材料的含氟电子气体发展前景广阔，国产化也是大势所趋。

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参考文献:

我国含氟电子气体发展现状及技术进展 作者：徐 娇，张建君等

含氟电子气体纯化方法探讨与展望 作者：齐仲龙，杨会娥等

中国关键电子气体现状及未来 作者：孙福楠

2016: 中国气体 作者：孙福楠，于大秋

极大规模集成电路高纯度含氟电子气体实现国产化

集成电路是信息社会的根基，其制造技术代表着当今世界微细制造的最高水平。对极大规模集成电路行业而言，高纯度含氟电子气体是必需的清洗和蚀刻气体，在芯片制作过程中能够保障极大规模集成电路的生成，确保电路有效发挥作用。随着极大规模集成电路技术的提升，芯片制程向14纳米甚至7纳米迈进，对电子气体的纯度要求越来越高。

国务院国资委网站8月14日消息，由中国化工黎明化工研究设计院（下称：黎明院）承担的国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”子项目“高纯四氟化碳和六氟化硫研发与中试”日前通过国家重大专项项目组的测试与评审，标志着我国极大规模集成电路行业所需高纯度含氟电子气体实现国产化 。

据介绍，黎明院于2013年开始“高纯四氟化碳和六氟化硫研发与中试”的课题研究，借助国家科技重大专项平台，潜心攻关，在多项关键技术上取得突破。其中高纯度四氟化碳和六氟化硫制备过程中微量杂质的纯化、分析等技术难题得以攻克，制备出的产品纯度达99.999％，推广使用后取得了良好的市场效果。

此外，该项目在知识产权指标、人才建设、产业化指标和经费使用等多个维度也达到立项要求。黎明院也由此进一步加快了科技创新和产业化发展步伐，成功实现由工业级向高纯级、多品种等高性能、高附加值产品的转型升级和结构调整。

目前，黎明院高纯四氟化碳和六氟化硫的年产能可达2000吨，价格与进口同类产品相当，但性价比高，可完全实现对进口产品的替代。

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