作者：二馬路的冰
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電子特種氣體(以下簡稱電子特氣)是指用于半導體及相關電子産品生産的特種氣體，幾乎滲透到晶片生産的每個環節，包括光刻、刻蝕、薄膜、摻雜等工藝，是電子行業的重要原材料被喻為“晶片産業的血液”， 是僅次于矽片的第二大晶片材料領域，在晶片材料中占比約為11.4%。
晶片工業大約需要110多種電子特氣，其中常用的有超過50種。
晶片工業常用的電子特氣 圖源：百度
常見光刻氣體包含 Ar/F/Ne 混合氣，、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混合氣，Ar/Xe/Ne 混合氣，等等。混合氣體在高壓受激發後，就會形成等離子體，由于電子躍遷，會産生193 nm或者248nm雷射光源。其中氖氣在193 nm ArF 雷射器和 248 nm KrF 雷射器中作為緩沖氣體，用于與稀有氣體（Ar/Kr）、氟氣混合，防止電極短路，是DUV光刻的重要電子特氣耗材。
氖氣在空氣中占比隻有0.00182%。DUV光刻對氖氣純度有着苛刻的要求，要求達到6.0級（純度99.9999%）。在光刻過程中，極微量的雜質也可能導緻産品重大缺陷，特種氣體純度越高，光刻良率越高，光刻品質越好。應用于DUV光刻的氖氣的生産、分離提純以及運輸供應都存在較高的技術壁壘，其毛利率超過 50%。全球晶片業每年消耗的氖氣量約為54萬噸，折合55萬立方米。
電子特氣 圖源：百度
2014年克裡米亞危機前，烏克蘭是全球氖氣主要生産國，生産地是馬裡烏波爾Ingas和位于敖德薩的Cryoin和Iceblick。具體流程是俄羅斯鋼鐵廠提供其副産品¾粗制氖氣，然後上述三個烏克蘭公司進行提純成高純氖氣。
其中，Ingas公司1994年成立，每月生産1.5-2萬立方米5.0級（純度99.9990%）和6.0級（純度99.9999%）氖氣，Cryoin每月生産1-1.5萬立方米5.0級、5.5級和6.0級氖氣，為德國、台灣、南韓、中國和美國的客戶提供服務，占比達75%以上。
馬裡烏波爾氖氣工廠Ingas 圖源：氣體圈子
俄烏戰争爆發造成全球氖氣短缺
2022年2月24日，俄烏戰争爆發。Ingas、Cryoin和Iceblick三家公司被迫停産。Cryoin業務發展總監Larissa Bondarenko宣稱，Cryoin公司無法完成1.3萬立方米的客戶訂單，也不能獲得合适的原材料來生産氖氣（俄羅斯鋼鐵廠不再提供粗制氖氣）。Ingas公司表示，公司管理層和所有關鍵生産人員早在3月份就前往烏克蘭控制區。全球氖氣價格上漲600%以上。
俄烏戰争制造晶片的成本增加 圖源：CCTV
俄烏戰争的程序已經廣為人知了，尤其是發生在Ingas公司的大學營，馬裡烏波爾的戰鬥。
馬裡烏波爾地圖圖源：百度
Ingas在烏克蘭控制區将恢複氖氣生産
2022年10月11日，Ingas總負責人Nikolay Avdzhy宣稱：關于留在馬裡烏波爾本屬于Ingas公司的裝置，其中一些關鍵裝置在企業被接管的第一天就被野蠻地洗劫一空。目前，主要生産設施也在炮擊中受損，剩餘的精密裝置難免受大氣污染。況且，電力供應尚未恢複。當寒冷來臨時，暖氣供應也是個問題。Ingas認為，所有這些因素都将導工廠的裝置永久失效。他們認為，占領當局企圖在馬裡烏波爾的裝置上恢複生産是非法的，與Ingas公司沒有任何關系。
俄烏戰争爆發前Ingas的生産工廠中的房間氣體提純 圖源：百度
2023年2月, Ingas公司負責人稱，在烏克蘭控制區的備用工廠生産恢複取得新進展。“我們很高興地宣布，Ingas将于2023年初更新其氣體分析裝置。我們新的NovaChrome色譜系統将使我們能夠對成品進行更準确的品質控制測試。随着我們實驗室裝置的這些新增加和我們已經現代化的生産能力，Ingas将自己定位為生産超高純度惰性氣體的世界上司者”。
愛爾蘭AGC公司的NovaChrome色譜系統
引進愛爾蘭AGC公司的NovaChrome色譜系統，這是恢複量産的第一步。
即使俄羅斯在馬裡烏波爾的裝置能恢複高純氖氣的生産，或者Ingas公司在烏克蘭控制區的備用工廠能恢複高純氖氣的生産，全球的晶片業還需要來自俄羅斯和烏克蘭的惰性氣體嗎？
南韓開始說不！
南韓電子特氣公司TEMC成立于2015年，以實作特種氣體完全國産化為目标，正在積極推進IPO。
TEMC公司 圖源：氣體圈子
為了應對俄烏戰争爆發後全球氖氣價格進一步上漲這一危機，南韓加快了光刻氖氣國産化的步伐。2022年10月，SK海力士、半導體專業氣體公司TEMC和浦項制鐵（POSCO）進行緊密合作，聯合開發了一種利用現有設施以低成本生産氖氣的方法，正式宣布完成了南韓本地化的氖氣生産和技術本地化。
SK海力士公司的氖氣來源本土化 圖源：百度
SK 海力士解釋說，它已經找到了一種與生産半導體生産氣體的TEMC和浦項制鐵合作生産氖氣的方法。過去幾年，南韓半導體公司的氖氣一直完全依賴進口。由于主要海外生産地局勢不穩定（指的是俄烏戰争），氖氣供應存在不穩定的風險。
TEMC公司裝置年生産能力約為22000标準立方米，相當于南韓國内需求的16%。TEMC和浦項制鐵兩家公司還在研究其他電子特氣，包括氪氣和氙氣的南韓國産替代，用于晶片刻蝕等。
粗制氖氣由浦項制鐵公司生産，在供應給SK Hynix之前由TEMC進行提純處理。南韓浦項制鐵公司成立于1968年，為全球最大的鋼鐵制造廠商之一，每年為全球超過六十個國家的使用者提供二千六百多萬噸鋼鐵産品, 被美國Morgan Stanley投資銀行評定為“全球最具競争力的鋼鐵制造商”。氖氣是浦項制鐵公司的副産品。
南韓浦項制鐵公司 圖源：浦項制鐵公司官網
SK海力士公司計劃到2024年将南韓國産氖氣的使用率提高到100%！
中國台灣省也在加快氖氣本地化程序
中國台積電正在與多家氣體供應商合作，打造中國台灣省本土的氣體供應生态。台積電還正在評估供應鍊風險，以確定能夠采購2000多種晶片制造所需的材料和化學品，以滿足未來的3到5年内建廠和擴充産能計劃。
台積電資訊技術、材料管理和風險管理進階副總裁JK Lin表示，“我們有一個與供應商合作的具體計劃，以本地化部分氖氣供應，目前正在購買裝置。我們的想法是擁有更多的資源來提高供應鍊的安全水準。但并不是在本地實作所有的供應。那是不現實的，而且成本很高。”
JK Lin稱，建設新的晶片廠通常需要四到五年的時間，是以我們需要制定這樣的計劃。在疫情和地緣政治不确定性帶來的多重破壞中，供應鍊彈性在過去兩到三年中變得越來越重要。JK Lin還表示，雖然增加本地采購很重要，但該戰略也有局限性。半導體仍然是一個非常全球化的行業，全球合作至關重要，沒有人可以完全靠自己和本地制造任何東西。
據報道，台灣制造氖項目合作方最有可能是位于高雄市臨海工業區的中國台灣中鋼公司，該公司是中國台灣省最大的鋼鐵生産商。合作方可能是跨國工業氣體供應商林德(Linde)。
中國大陸在加快氖氣國産化程序
2023年 2月2日，凱美特氣（002549）(002549.SZ)公告宣布，其控股子公司嶽陽凱美特電子特氣于當天收到ASML子公司Cymer公司發來的合格供應商認證函，凱美特電子特氣公司生産的光刻氣産品通過了Cymer公司審查，Cymer公司已将凱美特電子特種氣體公司光刻氣産品列入合格供應商名單。
凱美特電子特氣公告圖源：百度
凱美特氣董秘王虹表示，公司光刻氣産品通過ASML子公司的合格供應商認證，是後者對公司在光刻氣生産領域的生産能力、産品品質的認可。公司以後進入光刻氣行業市場，不再隻是第三方代理銷售，毛利率更有保障。
衆所周知，認證是連結客戶和裝置商的紐帶，隻有通過資質認證，才有可能打入頭部企業的供應鍊，打開高端供應管道。
此外，凱美特氣還于2021年相繼通過了法國液空、美國相幹的稀有氣體、混配氣認證，電子特氣業務開始逐漸放量。目前，凱美特氣已建成并投入12套電子特種氣體生産及輔助裝置。
第一家獲得ASML認證的中國電子特氣廠商是華特氣體(688268.SH)。除了凱美特氣，華特氣體已實作20多種氣體産品的進口替代，通過了ASML和日本GIGAPHOTON株式會社認證。目前，華特氣體開發的高純一氧化碳、高純一氧化氮等代表産品，已批量供應長江存儲等國内頭部廠商，成為全國最大的氮化镓廠和碳化矽廠的供應商。
毫無疑問，氖氣已經不再短缺。烏克蘭和俄羅斯将來生産的惰性氣體廠商将面臨激烈的市場競争。