在“工業皇冠上的明珠”係列中，還有一個容易被忽視的“明珠”，那就是電子特（tè）氣。
準確（què）來說（shuō），是工業氣體中的氖氣、氦氣、電子（zǐ）特氣等一（yī）係列氣體。可能比起什麽打火（huǒ）機墊片、圓珠筆（bǐ）筆芯、遠程養狗，這（zhè）才是目前急需摘下（xià）的“工業明珠”。
近日，中國煤炭工科集（jí）團（tuán）宣布，全（quán）球首套（tào）3.6萬Nm3/d含氦煤層氣提（tí）取高純（chún）氦氣裝置成功開車，我國高純氦氣取得重大（dà）突破。
這是一個好消息，但距離我（wǒ）國的（de）“電子特氣”擺脫“卡脖（bó）子”問題（tí），還遠遠不夠。
電子特氣，要爭一口“氣”
上到一（yī）杯啤酒，下到核磁共振、飛天入海，都需要用到工業氣體。光是一個芯片，在生產過（guò）程中就需要用到上百種氣體，他（tā）們統（tǒng）稱為電子特（tè）種氣體，簡稱（chēng）“電子特氣”。我們在低端的工業氣體上可謂是又（yòu）大又強，就比如給可口可樂（lè）注二氧化碳（tàn），就是湖南的凱美特氣幹的活。但是如氦氣這種廣泛應（yīng）用於造芯片、火箭、飛機、超（chāo）導等的氣（qì）體，對外依（yī）存度卻超過了95%。電子特氣被稱為“芯（xīn）片製造的血液（yè）”，稀土（tǔ）被稱為“製造業的維生素”，這倆（liǎng）的定位，都是（shì）需求量可能不高，但不能沒有（yǒu）。但如果說在稀土上，我國（guó）已經（jīng）徹底翻身做主人，連（lián）外（wài）國（guó）人都（dōu）要看（kàn）我們臉色行動（dòng），那麽在電（diàn）子特氣上，還有很（hěn）長的一段路要走。就像那個比方：“誰家廚子做菜還要從種菜開（kāi）始？”我（wǒ）們造個（gè）芯片還得攻克電子特氣的難（nán）題，可就連（lián）光刻機王者如阿斯（sī）麥，用的電子特氣也（yě）是進口的。曾經是進口（kǒu）德國、美國、日本的，現在還加了來自（zì）中國的供應商。在外界對我國芯片產業的封鎖之下，我們不得不“從盤古開天辟地起開始種菜”。在生產芯片（piàn）的過程中，要用到上百（bǎi）種電子特氣。雖說即使在全（quán）球，電子特氣的市場規（guī）模都不大（dà），也才（cái）50億（yì）美元（yuán）左右，但小小（xiǎo）“一口氣”，卻十分簡單（dān）地卡了我們的脖子。製造的芯片納米製程越（yuè）小，對電子特氣的純（chún）度要求就越高。製造5—7納米的芯片，要求的（de）純度（dù）能高達13N，也就是99.99999999999%，百分比（bǐ）中（zhōng）有（yǒu）13個“9”。為了達到純度的要求（qiú），就連用來裝氣體的鋼瓶都得用進（jìn）口設（shè）備處理。就（jiù）曾有中國（guó）的（de）工業氣體企業，試圖找中國鋼廠生產鋼瓶（píng），替（tì）代進口的（de）。在接下訂單的時候鋼廠信（xìn）誓旦旦（dàn）表示能做，可等（děng）氣充進（jìn）去之後，才發現由於鋼廠無法做到把表麵“清洗”幹淨，最終（zhōng）氣（qì）體的純度不合格。最終，我國的（de）氣體企（qǐ）業高價進口了鋼瓶處理設備。不過這是幾（jǐ）年前的事情（qíng）了，不知道現在我們擁有了這項技術沒有。如果有的話，這都不是“從種菜開始做飯”，而是“從育苗開始做飯”了。一方麵是我（wǒ）們提純技術不足，另一方麵，有的氣體國（guó）內儲量少、品位低，提純難度更大，對進口就更為依賴。在半導體（tǐ）製造過（guò）程中，電子特氣是甚至是第二大材料（liào），占比高達14%。
而（ér）這類氣體，卻有85%來自（zì）全球四（sì）大巨頭：德國林德集團、法國液化（huà）空氣、日本酸（suān）素控股以及美國空氣化工。
因為幾（jǐ）大寡（guǎ）頭壟斷（duàn）了技術，所以毛利往往很高，有的企業高達60%左（zuǒ）右。原本，我們是沒有這個“卡脖子”煩惱的，畢竟曾（céng）經我們“缺芯少屏”，造不出來當然不需要考慮這些。可現在，我國的半（bàn）導體產業已經（jīng）有了極大發（fā）展，曾經“缺芯（xīn）少屏”的問題已經在逐步解決，對電（diàn）子特氣的需求，也在逐年穩步上升。曾經，日本為了和韓國競爭半導（dǎo）體行業，禁止向韓國出口電子特（tè）氣，反而倒逼韓國自主研製電子特氣提（tí）取技術。2023年7月23日，在（zài）參加G7之後指定的，日本針對我國半導體行業的出口禁（jìn）令正式施行，其中就包含電子特氣，如（rú）氟化氫、氮氣、氬（yà）氣等10種高純氣體。另一方（fāng）麵，即使我國技術突破了，還得等兩（liǎng）到三年的客戶審核（hé）。畢竟是高精（jīng）尖技術，就（jiù）算有（yǒu）廠家把這些電子特氣生（shēng）產出來了，還要得到（dào）驗證才能入（rù）了賣（mài）家的（de）眼。一般情況下，光是驗證（zhèng）的過程（chéng），就要2—3年。但好（hǎo）處也很明顯，一旦驗證通過，除（chú）非倒（dǎo）閉，這個客戶就基本（běn）不會跑。最近建成的高純氦氣提取裝置可能也是（shì）這（zhè）樣，雖（suī）說是建成（chéng）了，但想它運用到工業中，恐怕還要再等幾年。如今，我國已有部分企業有生（shēng）產電子特氣的能力，並且（qiě）通過了客戶驗證。如華特氣體，研發的光刻氣就通過了ASML的驗證，成為通過認證的全球唯四的氣體公司（sī）之一，目前已經能（néng）夠（gòu）生產50種以上（shàng）的特種氣體（tǐ）。這也是讓我國電（diàn）子特氣從零到有的先行者。根據TECHECT的數據，預計2023年，我國的電子特氣市場規模可以達到249億（yì）元。畢竟近年來（lái），半導體、光伏（fú）、醫用器械等項目都（dōu）在突破，需求也在不斷增長，等半導（dǎo）體行業走過下行周期，必將迎來又一波增（zēng）長。
電子特氣，哪些在被“卡（kǎ）脖子”，
哪些技術突破了？
高純度（dù）氖氣就是“光刻氣”之一，曾經全球70%的氖氣都是由烏克蘭提（tí）供。因為“懂得都懂”的原（yuán）因（yīn），烏克蘭氖氣斷（duàn）供（gòng），價格暴漲20倍，一時達（dá）到了1.5萬元每（měi）立方米的價格。2023年年（nián）初，另一個“產氖大國”俄羅斯（sī），也宣布限製氖氣出口，氖氣價格又一次暴（bào）漲。如果真（zhēn）的一點氖氣都買（mǎi）不到，整個半導體產業都得癱瘓。為此，國內的氖（nǎi）氣供應商開始（shǐ）了加速成長。想要自（zì）主提取氖氣，那就必須擁有空氣分離設備。也就是將某種特定氣體從空氣中分離出來，並且達到一定（dìng）的純度的設備。如製氧機（jī）就是典型的空分設備，也是（shì）最初的空分設備之（zhī）一。有的煤炭工廠需要製氧（yǎng），數量高達每小時100萬立方米，也就是每小時要提取500萬立方（fāng）米的空氣。神華寧煤原本（běn）要進口，但外（wài）企的報價太高，一台每小時製（zhì）氧10萬立（lì）方米的設備高達5億（yì），原定的10台加上備用的2台，花（huā）費就是60億。為了節約成本，其中6台引進了國內的設備生產商杭氧股份，和國外企業同台競技。最後的結果，是國（guó）內的企業耗資低、能耗低、產氧質量還（hái）更（gèng）好，從此大型空（kōng）分設備有（yǒu）了國（guó）產。有了大型空分設備，我國氖（nǎi）氣的自（zì）主生產，這（zhè）才提上日程。氖氣在空氣（qì）中的含（hán）量僅有0.9%。相比氧氣高達20%的在空氣中的含量（liàng），氖氣差別太大，製氧機和提取氖氣的設（shè）備，技術要求也天差地別。但（dàn）因為有了前麵的經驗，到現（xiàn）在，我國製造生產的氖氣，占全球市場的份額（é）已經高達40%。正是（shì）國產設備的（de）推進（jìn），國內的氖氣價格，才沒有在各種外部因素的影響下，無（wú）限製地漲價（jià），成為半導體行業（yè）發展的絆（bàn）腳石（shí）。提起氦氣，一般人想到的可能是街邊賣（mài）的（de）綁（bǎng）在一（yī）起的氣球。但因為氦氣成本比氫氣高幾十倍，所以不少黑心商販賣的其實是氫氣球。氦氣則有更多的用途，就如（rú）火箭液體燃料的壓送劑、反應堆冷卻器、填充燈泡、製造超導設備等等，這可能（néng）也是它價格更貴的原因。氦氣在宇宙中的含量極高，在（zài）地球的大氣層內卻很少，占比（bǐ）僅有百萬分之5.2。所以說，在人類科（kē）技能夠達（dá）到衝出地球大批量采集氦氣前，這都是不可再生資源。因為從空氣中提取氦氣實在是太難，現在更多的是從51吃瓜网中提取氦氣。而我國的51吃瓜网又是氦氣含量較低的一種，僅僅占了全球2%，而美國的氦（hài）氣儲備量，則一度高達40%。當然（rán），依照現（xiàn）在的關係，美國人是不（bú）願意把（bǎ）氦（hài）氣賣給我們的，我們現在的最大氦氣進（jìn）口商來自卡塔爾，但卡塔爾的設備也來自美國，很難不受“長臂管轄”的影響。不僅是美國人不願意賣（mài）給我們，就連他（tā）們自己都幾乎沒有氦氣能用了。由於（yú）美國氦私有化法案的原因，他們在廉價“促（cù）銷式”地（dì）賣了幾年的氦氣之後（hòu），現在其實也麵臨著氦氣短缺的問題。近幾年（nián），因為工藝和技（jì）術的突破，我國（guó）氦（hài）氣的對外依存度從95%降到了92%。但畢竟總量就在這（zhè）裏了，再怎麽增長，都有天花板。這一次，前文提到的煤層氣提（tí）取高純（chún）氦氣裝（zhuāng）置啟動，相信這一新裝置的實現，能（néng）為氦氣國產實現新的突破。在2023年7月起，日本對我國限製出口的（de）氣體中，就有氟化氫。這是日本的老手段了，日本的半導體雖說已經不太行了，但半導體關鍵的氟化氫技術還是由日本（běn）企業壟（lǒng）斷。早在2019年（nián），日本（běn）就針對韓國實施了出口管製，結（jié）果刺激（jī）得韓國的研（yán）發人員發憤（fèn）圖強，到2019年實現了氟化氫（qīng）的國產化。
氟化氫
在我國，能生產高純度氟化氫的企業也有，如永和股份等，但也是和（hé）韓國一樣，能產，但距離日本的水平還有一定差距。根據《重點新（xīn）材（cái）料（liào）首批應（yīng）用示（shì）範（fàn）指導（dǎo）目錄》的規（guī）劃，超高純氤（yīn）氣（qì）、氧氣（qì）、氫氣、氦氣等已經被（bèi）列為重點（diǎn）新材料。目前，國內也有了一批在工業氣體上“專精特新”的小巨人企業。如杭氧股份、僑源股份、華特氣體（tǐ）、凱美特（tè）氣等。這些企業已經站（zhàn）到（dào）了（le）國際工（gōng）業用氣市場的第二梯隊。相信（xìn）隨著我國工業用氣技術（shù）的突破，未來將會有更多企業湧現出來。這個未來或許還很遠，但半導體這口“氣”，我們不能讓他“卡”在“脖子”上。
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