大家知道中國是怎么反向卡脖子的嗎?很多人提到造芯片,滿腦子都是光刻機,覺得那才是最高端的存在。其實在芯片制造流程中,有一種看不見摸不著的東西,地位絕不輸給光刻機,它就是被稱為 “電子工業血液” 的電子特種氣體。
沒有它,光刻機不過是一堆廢鐵,而這管 “血液”,中國被國外巨頭卡了整整 30 年脖子,如今卻被廣東佛山一家工廠成功破解,連臺積電這樣的頂級企業都主動上門排隊采購。
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電子特氣的特殊之處,在于其近乎苛刻的純度要求。它不是民用級別的普通氣體,而是給芯片 “洗澡”、給晶圓 “做手術” 的關鍵材料,純度需達到 99.9999% 以上,部分高端品種甚至要求 99.99999%。
打個比方,若將符合標準的電子特氣裝進標準游泳池,其中混入的雜質不能超過一粒灰塵的重量,一旦超標,納米級的芯片電路就會短路,整批晶圓報廢,損失動輒數百萬美元。
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這種極致要求,讓提純技術成為行業 “核武器”。美國空氣產品、法國液化空氣、日本大陽日酸等國外巨頭攥緊技術核心,再用密密麻麻的專利織成壁壘,在中國市場躺賺了幾十年。
他們的特氣售價堪比黃金,一瓶的利潤能抵普通工業氣體一車的收益,更通過特制鋼瓶接口搞技術捆綁 —— 買了他們的氣,就再也無法更換別家供應商,設備接口根本不兼容。
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更令人憋屈的是霸王條款:中國芯片廠不僅要付天價,還得承諾 “不準用于軍工領域、不準自主研發相關技術”,有廠家因偷偷研發就被斷供三個月,險些倒閉。
電子特氣的難題遠不止提純。原料環節,光刻氣所需的氪、氖、氙等稀有氣體在空氣中含量極低,提取難度極大,2022 年烏克蘭危機前,全球 70% 的氖氣由烏克蘭供應,危機爆發后價格暴漲幾十倍,讓中國芯片廠深刻體會到供應鏈單一的致命風險。
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儲存運輸更是挑戰,普通鋼瓶內壁會污染高純度氣體,必須經過鏡面拋光處理,再用高純度氣體反復沖洗,運輸中溫度、震動都需嚴格控制,砷烷、磷烷等劇毒特氣一旦泄漏,吸入一口就可能致命。
最讓中國企業絕望的是客戶認證,芯片廠生產線投資巨大,對供應商極其保守,國外巨頭壟斷認證渠道,中國企業連送樣測試的機會都沒有。
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2010 年之前,中國電子特氣國產化率幾乎為零,高端領域完全空白,每年要花幾百億進口,相當于給國外巨頭交巨額 “技術稅”。
《“十四五” 新材料產業發展規劃》數據顯示,2020 年中國電子特氣國產化率僅 20%,高端產品更是不足 10%。
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打破這一僵局的,是來自廣東佛山的華特氣體,一家從煉鋼供氣起步的民營企業。
1993 年成立的華特氣體,最初靠給鋼廠、陶瓷廠供應普通工業氣體謀生,利潤薄如刀片且回款困難。一次偶然的機會,創始人發現電子特氣的利潤空間,一瓶能抵工業氣體一車,盡管門檻極高,仍下定決心闖入這個被國外壟斷的領域。
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最難啃的骨頭是光刻氣,這種混合了多種稀有氣體的特殊氣體,是光刻機產生深紫外光的核心原料,配方被美日企業列為頂級機密,比例偏差一絲就會導致光源熄滅。
華特氣體的工程師們在實驗室里泡了整整五年,沒有任何參考資料,全靠自己摸索調整氣體比例。
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實驗室里儀器密布,工程師每天工作十幾個小時,餓了吃泡面,累了趴在桌上打盹,曾為測試新提純工藝連續奮戰 72 小時,終于將純度做到 99.9999% 的 6N 級別。但合格產品只是第一步,要進入臺積電、阿斯麥的供應鏈,必須通過全球最嚴苛的認證。
接下來的三年里,華特氣體先后送樣上百次,每次測試都針對性整改:發現穩定性不足就優化提純工藝,增加實時監測環節;鋼瓶接口輕微泄漏就重新設計模具,反復打磨精度。為集中資源攻堅,企業甚至賣掉部分工業氣體業務,投入巨額研發資金。
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2019 年,華特氣體的光刻氣終于通過阿斯麥認證,成為中國首家進入其供應鏈的企業,緊接著又拿下臺積電認證,當印有 “華特氣體” 字樣的鋼瓶首次接入臺積電生產線時,中國電子特氣的歷史被徹底改寫。
如今,華特氣體已在三氟化氮、六氟化鎢等關鍵領域實現突破,純度達到 7N 級別,超過國外同類產品標準。其產品出口 50 多個國家和地區,國內 8 寸及以上集成電路廠商覆蓋率超 90%,2025 年新總部動工,總投資超 1 億元,將建成國內頂尖特氣研發基地。
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佛山政府專門規劃電子信息產業園,提供土地與政策扶持,讓這家傳統工業土壤里成長起來的企業,成為全球電子特氣領域的 “隱形冠軍”。
華特氣體的突破并非個例。蘇州金宏氣體主攻的 7N 級超純氨,成本比進口產品低 30%,占據國內高端 LED 屏幕生產主要市場,迫使國外巨頭逐步退出;南大光電攻克砷烷、磷烷等劇毒特氣技術,擁有完全自主知識產權,產品進入三星、海力士供應鏈。
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這些企業形成產業集群,推動中國電子特氣國產化率快速提升,2025 年整體達到 35%,中低端產品超 80%,盡管高端領域仍僅 15%,但較 2020 年已實現質的飛躍。
國產化的崛起直接沖擊了國外巨頭的暴利。以六氟化鎢為例,進口價從每公斤幾千美元跌至幾百美元,而 2022 年氖氣危機中,中國憑借鋼鐵廠空分設備副產品的提取優勢,不僅穩住國內供應,更向全球出口平抑價格,第一次掌握了定價權。
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全球晶圓產能持續擴張,2025 年中國 12 英寸等效晶圓產能達 200 萬片 / 月,每片需消耗 0.5 立方米電子特氣,帶動市場規模增至 320 億元,復合增長率超 12%。
臺積電、三星、英特爾等頂級廠商紛紛主動上門,因為中國特氣不僅性價比高,更能提供穩定供應鏈。以前中國企業求著進入供應鏈,如今國外大廠為拿訂單主動降低門檻,接受長期供應協議。中國電子特氣產業正從 “賣產品” 向 “賣服務” 轉型,為半導體產業提供穩定 “血液”。
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這場長達 30 年的攻堅戰,見證了中國企業從無到有、從依賴進口到反向輸出的逆襲。正如《“十四五” 新材料產業發展規劃》所擘畫的,到 2025 年高端電子特氣國產化率將提升至 30%,這場打破壟斷的戰役,才剛剛拉開序幕。
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