俄乌冲突震动供应链！ASML急求氖气，国产替代能否补位？

　　俄罗斯和乌克兰的冲突，彻底引发半导体供应链＂氖气恐慌＂。
　　据路透社报道，如今ASML正在紧急寻找其他氖气供应来源。 ASML一位发言人于当地时间周三表示，尽管乌克兰是全球最大的氖气生产国，但ASML使用的氖气中只有不到20%来自该国。
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　　日前，Omdia在《俄乌冲突可能会对云计算与数据中心行业产生什么影响？》报告中指出，乌克兰拥有Iceblick、Ingas和Cryoin等企业，占全球氖气供应量的70%以上。同时，乌克兰还主要生产氪气和氙气，它们是半导体行业曝光和蚀刻工艺的关键材料，供应了全球氪气的40%以及氙气的30%，是典型的半导体关键材料供应重镇。美国电子材料市场调查公司Techcet也指出，美国90%以上的半导体级氖气供应来自乌克兰，存在相关半导体材料供应链安全问题。
　　近日，美国国家安全委员会官员也在紧急敦促美国芯片公司寻找这些材料的替代来源。白宫警告芯片行业要分散供应链，以防俄罗斯以限制关键原材料供应的方式来报复美国威胁要采取的制裁行动。
　　氖气为何如此重要？
　　氖气是光刻气中主要成分，据咨询机构Trendforce统计，氖气主要应用于氟化氪 (KrF) 、氟化氩 (ArF) 等较为成熟的深紫外(DUV)波长光刻曝光环节，在ArF准分子激光器中使用的氩/氟/氖气体中，氖气占到气体混合物成分的96%以上，相关工艺覆盖从8英寸晶圆180nm到12英寸晶圆1Xnm的制程节点，全球晶圆代工产能有75%位于这一制程区间。
　　尽管少数头部厂商EUV工艺高端产品产能正在逐步释放，但DUV无疑仍占据主流地位，特别是对于先进国内各地兴起的成熟制程的半导体制造商们来说，180nm到1Xnm的制程营收占比更是普遍超过九成。虽然这些气体在成本上占IC材料总成本的5%-6%，占比并不大，但是很大程度上决定了半导体器件性能的好坏。而且，氖、氙、氪是半导体制造业不可缺少的工艺气体，对于供应链的稳定性极其关键。
　　但近期，由于俄乌形势的剧变，氖气的价格正飞速上扬，据百川盈孚价格跟踪数据，我国氖气（含量99.99%）价格已经从2021年10月份的400元/立方米，上涨到目前超过1600元/立方米。由于连带影响，氪气与氙气的价格也持续上涨，根据浙商证券研报数据显示，2月11日，氪气出厂价/市场价分别为2.975万元/立方米和3.3万元/立方米，氙气出厂价/市场价分别为29.6万元/立方米和32.25万元/立方米，持续上涨。
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　　这可能引发不少成熟制程芯片的价格上扬，有业内人士指出，如今像传统的电源管理IC、MCU以及射频、IGBT甚至不少传感器芯片，大都使用的是这类成熟制程的工艺。这一波稀有电子气体材料的涨价，恐怕将引发这些供应链半导体器件价格的波动，尤其是那些做小规模代工的企业，在关键电子气体供应中断的状况下，产线如何运转起来恐怕都是问题。
　　也有行业人士认为，俄乌局势如今变化迅速。氖气、氪气与氙气这类半导体材料气体的价格波动应该只是一时的，待后续局势稳定且恢复正常之后，相关企业的供应将会再度被打开，整个市场的价格和供应也将恢复平稳。这对于急于需求相关电子气体材料开启产线运作的国内小规模制造企业来说，可能算是利好。
　　高纯氖气依旧紧缺，国产替代能否补位？
　　还记得，2019年韩国在遭受日本关键材料的＂禁运＂之后，开始下决心研发自主可控的半导体材料产业链。如今随着时间的持续积累，韩国持续三年的努力也逐渐获得了回报。
　　今年1月12日，浦项制铁在光阳工厂制氧厂举行了＂氖气生产设备竣工和发货仪式＂，该项目由韩国钢铁制造商浦项制铁(POSCO)与半导体专用气体公司TEMC合作，从2019年底开始推进氖气生产的完全国产化约两年。公司采用大型空分装置，以光阳制氧厂和TEMC技术为基础，自主开发了国内首个氖气生产设备。在韩国首次将半导体用稀有气体氖（Ne）的生产设备和技术本地化，并交付了第一批产品。TEMC利用自有技术对提取的氖气进行提炼后，完成了准分子激光气体生产全过程的国产化。
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　　不过，这种高纯度的氖气也有不小的门槛，这也是为何如今真正通过ASML等主要设备大厂认证的寥寥无几的原因。有行业人士指出：＂高纯氖气的提纯较为复杂，目前氖气主要是从空气中分离获得(空分法)，即用精馏法从大型空分装置中提取粗氦、氖混合气，然后由粗氦、氖混合气经除氢、除氮后获得纯度99.95%以上的纯氖氦混合气，再经分离、纯化可制得99.999%的高纯氖；粗氖氦原料的主要组成成分为氮气、氖气、氦气和氢气；在提纯氖气和氦气时，将粗氖氦原料经过复杂的除杂工艺得到高纯的氖气和氦气；现有的氖气提纯工艺资源浪费严重，且提纯效果不高，同时提纯稳定性欠缺，存在安全隐患。＂
　　如此高的门槛，也让当前能真正做到99.999%高纯氖气量产提纯的企业变得屈指可数。国内产业链由于长期与钢铁行业深度绑定，在稀有气体的纯化技术领域已经取得突破，可一旦遇到供应大面积稀缺的情况，也仅有诸如华特气体和凯美特等少数几家企业能供应，仅可补足部分高纯度氖气的短缺。
　　因此，本土的稀有气体供应依然是国产替代需要加紧突破的难关，一方面，待真正实现稀有电子气体国产化之后，在很大程度上可以提升中国在半导体材料领域的话语权，未来一旦遇到像日本对韩国禁运的类似情况，也有足够的能力去应对；另一方面，这也可以成为制约国际半导体设备大厂的关键筹码，一旦遇到设备禁运的问题，也能有更多的谈判底气。