在“工業皇冠上的明珠”係（xì）列中，還有一個容易被忽視的“明珠”，那就是電子特氣。
準（zhǔn）確來說，是工業氣體中的氖氣、氦氣（qì）、電子特氣等一係列氣體。可能比起什麽打火機墊片、圓珠筆筆芯（xīn）、遠程養狗，這才是目前（qián）急需摘下的“工業明（míng）珠”。
近日，中國（guó）煤炭工科集團宣布，全球首套3.6萬Nm3/d含（hán）氦煤層氣提取高純氦氣裝（zhuāng）置（zhì）成功（gōng）開（kāi）車，我國高純（chún）氦氣取得重大突（tū）破。
這是一個好消息，但距離我國的“電子特氣”擺脫“卡脖子”問題，還遠遠不夠（gòu）。
電子特氣，要爭一口“氣（qì）”
上到一杯啤酒，下到核磁共（gòng）振、飛天入海，都需（xū）要用到工業氣體。光是一個芯片，在生產過程中就需要用到上百（bǎi）種氣體，他們統稱為（wéi）電子特種氣（qì）體，簡稱“電（diàn）子特氣”。我們在（zài）低端的工業氣體上可謂是又（yòu）大又強，就比如給（gěi）可口可樂注二氧化碳，就是湖南的凱美（měi）特氣幹的活。但是如氦氣這種廣泛應用於造芯片、火箭、飛機、超導等的（de）氣體，對外依（yī）存度卻超過了95%。電子特氣被稱為“芯片製造（zào）的血液（yè）”，稀土被稱為（wéi）“製造業的維生素”，這倆的定位，都是需（xū）求（qiú）量可能（néng）不（bú）高，但不能沒有。但如果（guǒ）說在稀土上，我國已經徹底翻身做主人，連外國人都要（yào）看（kàn）我們臉色行動，那麽在電子特氣上，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始（shǐ）？”我們造個芯片還得攻（gōng）克電子特氣的難題，可就連光刻機王者如（rú）阿斯麥，用的電子特氣也是進口的。曾經是進口德國、美國、日本的，現在還加（jiā）了來自（zì）中國的供應商。在外界對（duì）我國芯片產業（yè）的封（fēng）鎖之（zhī）下，我們不得不“從（cóng）盤古（gǔ）開天辟地起開始種菜”。在生（shēng）產芯片的過程中，要用到上百種電子特氣。雖說即使在全球，電子特氣的市場規模（mó）都不大，也才50億美元左右，但小小“一口氣”，卻（què）十分簡單地卡了我們的脖子。製造的芯片納米製程越小，對電子特氣（qì）的純度（dù）要求就越高。製造5—7納米（mǐ）的芯片，要求（qiú）的純度能高達13N，也就（jiù）是99.99999999999%，百分比中有13個“9”。為了達到純度的要求，就連用來裝（zhuāng）氣體的鋼瓶都得用進口設備處理。就曾有中國的工業（yè）氣（qì）體企業，試（shì）圖找（zhǎo）中（zhōng）國鋼廠生產鋼瓶，替代進口（kǒu）的。在接下訂單的時候鋼廠信誓旦旦表示能做（zuò），可（kě）等氣充進去之後，才發現（xiàn）由於（yú）鋼廠無法做到把表麵“清洗”幹淨，最終氣體的（de）純度不合格（gé）。最終，我國的氣體企業高價進口了鋼瓶（píng）處理設備。不過這是幾年前的事情了，不知道現在我們擁有了（le）這項技術沒有。如果有的話，這都不是“從種菜開始做飯”，而是（shì）“從育苗開始做飯”了。一方麵是我（wǒ）們提純技（jì）術不足，另一方麵，有的氣（qì）體國內儲量（liàng）少、品位低，提純難度更大，對進口就更為（wéi）依賴。在半導體製造（zào）過程中，電子特氣是甚（shèn）至是第二大材料，占比高達14%。
而這（zhè）類氣體，卻有85%來自全球四（sì）大巨頭：德國林德集團、法國液化空氣、日本酸素控股以及美國空氣化工。
因為幾大寡頭（tóu）壟斷了技術，所以毛利往（wǎng）往很高，有的企業高達60%左右。原本，我們是沒有這個“卡脖子”煩惱的，畢（bì）竟曾經我（wǒ）們“缺芯少屏”，造不出來當然不需（xū）要考慮這些。可現在，我國的半導體（tǐ）產業已經有了極大發展，曾經“缺芯（xīn）少屏”的問題已經在逐步解決，對電子特氣的需（xū）求，也在逐年穩步上升。曾經，日本為了和韓國競爭（zhēng）半（bàn）導體（tǐ）行（háng）業，禁（jìn）止向韓國出口電子特氣，反而倒逼韓國自主研製電子特氣提取技術（shù）。2023年7月23日，在參加G7之後指定的，日本針對我國半導體行（háng）業的出口禁（jìn）令正式（shì）施行，其（qí）中就包含電子特氣，如氟化氫、氮氣（qì）、氬氣等10種高（gāo）純氣體（tǐ）。另一方麵，即使（shǐ）我國技（jì）術突破了，還（hái）得等兩到三年的客戶審核。畢（bì）竟是高精尖技術，就算（suàn）有廠家把這些電（diàn）子（zǐ）特氣生產出來了，還（hái）要得到（dào）驗證才能入（rù）了賣家的眼。一般情況下，光是驗證（zhèng）的（de）過程，就要2—3年。但好處也很明顯，一（yī）旦驗證通過，除非倒閉，這個客戶就基本不會跑。最（zuì）近建成的高（gāo）純氦氣提取裝置可能也是這樣，雖說是（shì）建成了，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產電子特氣的能力，並且通過了客戶驗證（zhèng）。如華特氣體，研發的光刻氣就通（tōng）過了ASML的驗證，成為通過認證的全球（qiú）唯四的氣（qì）體公司（sī）之一，目前已經能夠生產50種以上的特種氣體。這也是讓（ràng）我國電子特氣從零到有的先行者。根據TECHECT的數（shù）據，預計2023年，我國的電子特（tè）氣市場規模（mó）可以（yǐ）達到249億元。畢竟近年來，半（bàn）導體、光伏、醫用器械等項目都在突（tū）破，需求也在不斷（duàn）增長，等半導體行業走過下行周期，必將迎（yíng）來又一（yī）波（bō）增（zēng）長。
電子特氣，哪些在被（bèi）“卡脖子”，
哪些技術突破了？
高純度氖氣就是“光刻（kè）氣”之（zhī）一（yī），曾經全球70%的氖氣都是由烏克蘭提供。因為“懂得都懂”的原因，烏克蘭氖氣斷（duàn）供，價格暴漲20倍，一時達到了1.5萬元（yuán）每立方米的價格。2023年年（nián）初，另一個“產氖（nǎi）大國”俄羅斯，也宣（xuān）布限製氖氣出口（kǒu），氖氣價格（gé）又（yòu）一次暴漲。如果真的一點氖氣都買不到，整個半導體產業都得癱（tān）瘓。為此，國內的氖氣（qì）供應商開始了加速（sù）成長。想要自主（zhǔ）提取氖氣，那就必須擁有空氣分離設備（bèi）。也就是將某種特定氣體從空氣中分離出來，並且達到一定的純度的設備（bèi）。如製氧機就是典型的空分設備，也是最初的空（kōng）分設備之一。有的煤炭工廠需要製氧，數量高達每小時100萬（wàn）立（lì）方米，也（yě）就是每小時要提取500萬立方米的（de）空氣。神華寧煤（méi）原本要進口，但外（wài）企的報價太高，一台每小時製（zhì）氧10萬立方米（mǐ）的設備高達（dá）5億，原定的10台加上備用（yòng）的2台，花費就是60億。為了（le）節約成本，其中6台引進了國內的設（shè）備生產商（shāng）杭氧股（gǔ）份，和國外企業同台競技。最後（hòu）的結果，是國內的企業耗（hào）資低、能耗低、產氧（yǎng）質量還更（gèng）好，從此大型空分設備有了國產。有了大型空（kōng）分設備，我國氖（nǎi）氣的自主生產，這才提上（shàng）日程。氖氣在空氣中的含量（liàng）僅有（yǒu）0.9%。相比氧氣高達20%的在空氣中的含量，氖氣差（chà）別太大，製氧機和提取氖氣的設備，技術要求也天差地別。但因為有了前麵的經驗，到現在，我國製造生產的氖氣，占全（quán）球市場的份額已經高達40%。正是國產設備的推（tuī）進，國內的氖（nǎi）氣價（jià）格，才沒有在（zài）各種外部（bù）因素的影響下，無限製地漲價，成為半導（dǎo）體行業發展的絆腳石。提起氦（hài）氣，一（yī）般人想到的可能是街邊賣的綁在一起的氣球。但因為氦氣成本（běn）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，就如火箭液體燃料的壓送劑、反（fǎn）應堆（duī）冷卻器、填充燈泡、製造（zào）超導（dǎo）設（shè）備等等，這可（kě）能也是它價格更貴的原因（yīn）。氦（hài）氣在宇宙中的含量（liàng）極高，在地球的大氣層內卻很少，占比僅有百萬分之5.2。所以說，在人類科技能夠達到衝出地球大批量采集氦氣（qì）前，這都是不可再（zài）生資源。因為從空氣中提（tí）取氦（hài）氣實在是太難，現在更多的是從51吃瓜网中提取氦（hài）氣。而我國的天（tiān）然氣又是（shì）氦氣含（hán）量較（jiào）低的一種，僅僅占了全球2%，而美國的氦氣儲備量，則一度高達40%。當然，依照（zhào）現在的關係，美國人是不願意把氦氣賣給我們的，我（wǒ）們現在的最大氦氣進口商來自卡塔爾，但卡塔爾的設備也來自美國，很難（nán）不受“長臂管轄”的影響。不僅是美國人（rén）不願意賣給我們，就連他們自己都幾乎沒有氦氣能用了。由於美（měi）國氦私有化法案的（de）原因，他們（men）在廉價“促（cù）銷式”地賣了幾年的氦氣之後，現在其實也麵臨著氦氣（qì）短缺的問題。近幾年，因為工藝和技術的突破，我國氦氣的對外依存度從95%降到了92%。這一次，前文提到的煤（méi）層氣提取高純氦氣裝置啟動，相信這一新裝置（zhì）的實現，能為（wéi）氦氣國產實現新的突破（pò）。在2023年7月起，日本（běn）對我國限製出口的（de）氣體中，就有氟（fú）化氫。這是日本的老手段了（le），日本的半導體雖說已經不（bú）太行了，但半導體關鍵的氟化氫技術還是由日本企業壟斷。早在2019年，日本就針對韓（hán）國實施了出（chū）口管製，結果刺激得韓國的研發人員發憤圖強，到2019年實現了氟化氫的國產（chǎn）化（huà）。
氟化氫
在我國，能生產高純度氟化氫的企業也有，如永（yǒng）和股份等，但也是和韓國一樣，能產，但距離日本的水平還有一定差距。根（gēn）據《重（chóng）點新材料首批應用示範（fàn）指導目錄》的規劃，超高純氤氣（qì）、氧氣（qì）、氫氣、氦氣等已經被列為重點新材料。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（qiáo）源股份、華特（tè）氣體、凱美特氣等。這些企業已（yǐ）經站到了國際工業用（yòng）氣市場的第二梯隊。相信（xìn）隨著我國工業（yè）用氣技術的突破，未來將會有更多企業湧現出來（lái）。這個未來或許還很遠，但（dàn）半導體（tǐ）這口“氣”，我們不能讓他“卡”在“脖子”上。
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