俄乌冲突逐步升级，半导体电子气体供应恐受冲击

2月13日消息，美国呼吁本国公民尽快撤离乌克兰，而继美国之后，英国、德国、澳大利亚、加拿大和日本等多国纷纷效仿。俄罗斯与乌克兰地区紧张局势进一步升级！乌克兰作为半导体用电子气体的主要生产国之一，俄乌战争战争爆发，将对半导体供应链产生冲击！

1.电子气体：晶圆制造中第二大耗材！

在众多晶圆制造材料当中，电子气体由于在制造过程中使用的步骤较多，所以消耗量远远高于其他材料。根据 SEMI 数据，2019 年全球晶圆制造材料市场规模约 328 亿美元，其中电子特气规模约43亿美元，占比13.2%，是仅次于硅片的第二大耗材，并有望于2021年规模达到近46亿美元。

2.电子工业的“血液”-电子气体

半导体生产制造中使用超过 110 种气体产品，几乎覆盖所有常见的电子气体。半导体器件制作过程中对特种气体存在多样化、个性化需求，不同工艺会用到特定或多种电子气体，其生产用量大、使用范围广、纯度要求高，因此电子气体被喻为电子工业的“血液”。根据工艺环节作用的不同，电子气体通常可以分为“电子特种气体”和“电子大宗气体”，狭义的“电子气体”特指可用于电子半导体领域生产的特种气体。电子特气行业的下游应用领域主要包括集成电路、液晶面板和光伏等行业。其中半导体晶圆制造是电子特气最主要的应用领域，据 Linx 统计，2019 年全球电子特气约 73%用于半导体行业。

3.半导体电子气体产品分类

根据半导体工艺流程用途不同，可以将电子特气大致分为六种：沉积、光刻、刻蚀、掺杂、热处理、清洗。

4.光刻气体：光刻机产生光源的关键

光刻机通过激光器激发光刻气体原子，光刻气体原子被激发到亚稳激发态，在能级跃迁的过程中，能量以特定波长的光线释放。所以，光刻气体是光刻机产生光源的关键。光刻气体包含Ar/F/Ne混合气、Kr/Ne 混合气、Ar/Ne 混合气、Kr/F/Ne 混合气等，是由氖（Ne）/氪（Kr）/氩（Ar）/氟（F）/氙按照精确比例混合而成。

5.俄乌冲突对电子气体供应影响

2021年，全球70%氖气、40%氪气、30%氙气由乌克兰供应，单就美国而言，乌克兰氖气供应比例更是高达90%。尽管，晶圆制造过程中氖气用量较小，但俄乌冲突势必对其供应产生影响。

1）影响一：缺货或断供！乌克兰在全球氖气、氪气、氙气全球供应占比过高，而这些气体原料主要来自俄罗斯钢铁行业副产物，乌克兰对其进行提纯加工。若俄乌冲突进一步升级，俄乌氖气等相关产业链或将面临“停摆”。全球晶圆制造产业将面临氖气等缺货或断供风险！

2）影响二：涨价！过去三个月氖气价格快速上涨，根据百川盈孚价格跟踪数据，我国氖气（4N: 99.99%）价格已从2021年10月份的400元/立方米上涨到目前超过1600元/立方米。随着产业链逐级传导，氖气价格上涨将从电子气体向“晶圆制造”等下游产业链传导，而“晶圆制造”价格上涨势必带动电源管理、显示驱动等芯片价格上涨。

6.半导体电子特气行业壁垒高！

电子气体半导体生产制造中广泛应用，其对纯度与精度要求极高，对于气源及其供应系统有着苛刻的要求，属于典型的技术密集型行业。而除了技术要求高以外，电子气体的客户认证审核标准也极为严格。总结起来，其行业壁垒体现在两个维度，即：技术与资质。

技术壁垒：电子气体的技术壁垒可以分为气体纯度壁垒与气体精度壁垒。就气体纯度而言，特种气体纯化是气体制造的主要技术壁垒。在普通工业领域中，对于特种气体的纯度要求在 99.99%以内。但是在电子级，特别是在半导体芯片制造领域，由于芯片制造技术已经发展到纳米级别，所以气体纯度也必须在 ppt 级别以上。气体中的杂质含量过多，就会严重影响芯片良率和可靠性。

电子气体的纯度要求也越来越高，经常需要 6N 级(99.9999%)甚至更高的纯度，并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高，晶圆厂生产环境纯净度必须再度提升，才能确保半导体晶圆不受污染，提升生产良率。

就气体精度壁垒而言，准确控制不同气体的配比精度是另一壁垒。对于混配气体而言，配比的精度是核心参数。气体混配是指根据不同需求，运用重量法、分压法、动态体积法等方法，将两种或两种以上组分的气体按照特定比例混合，对配制过程的累计误差控制、配制精度、配制过程的杂质控制等均有极高要求。

随着产品组分的增加、配比精度的上升，常要求气体供应商能够对多种 ppm 乃至 ppb 级浓度的气体组分进行精细操作，其配置过程难度与复杂程度也显著增大。特别是对于光刻气体而言，混合气体的精度控制更加重要。

资质壁垒：企业客户的资质认证较难，且时间很长。客户对气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证两轮严格的审核认证，其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为 0.5-1.0年，显示面板通常为1-2年，集成电路领域的审核认证周期长达2-3年；另一方面，电子特气在下游制造过程中的成本占比相对较低，但对电子产品性能影响较大，一旦质量出现问题，下游客户将会产生较大损失。为了保持气体供应稳定，客户在与气体供应商建立合作关系后不会轻易更换气体供应商。

7.多寡头垄断格局显著，国产化亟待突破！

电子特气产业寡头垄断格局显著，国内高端电子气体主要依赖进口。产业经过多年的发展和兼并收购，形成了“美国空气化工集团、德国林德集团、法国液化空气集团和日本太阳日酸株式会社”四大工业气体巨头为首的垄断格局。据前瞻产业研究院数据，2019 年四大巨头在全球与我国市场份额合计占比分别达 91%和 88%，寡头垄断格局显著。