俄烏沖突震動供應鏈！ASML急求氖氣，國產替代能否補位？
俄羅斯和烏克蘭的沖突，徹底引發半導體供應鏈“氖氣恐慌”。
據路透社報道，如今ASML正在緊急尋找其他氖氣供應來源。 ASML一位發言人于當地時間周三表示，盡管烏克蘭是全球最大的氖氣生產國，但ASML使用的氖氣中只有不到20%來自該國。
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日前，Omdia在《俄烏沖突可能會對云計算與數據中心行業產生什么影響？》報告中指出，烏克蘭擁有Iceblick、Ingas和Cryoin等企業，占全球氖氣供應量的70%以上。同時，烏克蘭還主要生產氪氣和氙氣，它們是半導體行業曝光和蝕刻工藝的關鍵材料，供應了全球氪氣的40%以及氙氣的30%，是典型的半導體關鍵材料供應重鎮。美國電子材料市場調查公司Techcet也指出，美國90%以上的半導體級氖氣供應來自烏克蘭，存在相關半導體材料供應鏈安全問題。
近日，美國國家安全委員會官員也在緊急敦促美國芯片公司尋找這些材料的替代來源。白宮警告芯片行業要分散供應鏈，以防俄羅斯以限制關鍵原材料供應的方式來報復美國威脅要采取的制裁行動。
氖氣為何如此重要？
氖氣是光刻氣中主要成分，據咨詢機構Trendforce統計，氖氣主要應用于氟化氪 (KrF) 、氟化氬 (ArF) 等較為成熟的深紫外(DUV)波長光刻曝光環節，在ArF準分子激光器中使用的氬/氟/氖氣體中，氖氣占到氣體混合物成分的96%以上，相關工藝覆蓋從8英寸晶圓180nm到12英寸晶圓1Xnm的制程節點，全球晶圓代工產能有75%位于這一制程區間。
盡管少數頭部廠商EUV工藝高端產品產能正在逐步釋放，但DUV無疑仍占據主流地位，特別是對于先進國內各地興起的成熟制程的半導體制造商們來說，180nm到1Xnm的制程營收占比更是普遍超過九成。雖然這些氣體在成本上占IC材料總成本的5%-6%，占比并不大，但是很大程度上決定了半導體器件性能的好壞。而且，氖、氙、氪是半導體制造業不可缺少的工藝氣體，對于供應鏈的穩定性極其關鍵。
但近期，由于俄烏形勢的劇變，氖氣的價格正飛速上揚，據百川盈孚價格跟蹤數據，我國氖氣（含量99.99%）價格已經從2021年10月份的400元/立方米，上漲到目前超過1600元/立方米。由于連帶影響，氪氣與氙氣的價格也持續上漲，根據浙商證券研報數據顯示，2月11日，氪氣出廠價/市場價分別為2.975萬元/立方米和3.3萬元/立方米，氙氣出廠價/市場價分別為29.6萬元/立方米和32.25萬元/立方米，持續上漲。
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這可能引發不少成熟制程芯片的價格上揚，有業內人士指出，如今像傳統的電源管理IC、MCU以及射頻、IGBT甚至不少傳感器芯片，大都使用的是這類成熟制程的工藝。這一波稀有電子氣體材料的漲價，恐怕將引發這些供應鏈半導體器件價格的波動，尤其是那些做小規模代工的企業，在關鍵電子氣體供應中斷的狀況下，產線如何運轉起來恐怕都是問題。
也有行業人士認為，俄烏局勢如今變化迅速。氖氣、氪氣與氙氣這類半導體材料氣體的價格波動應該只是一時的，待后續局勢穩定且恢復正常之后，相關企業的供應將會再度被打開，整個市場的價格和供應也將恢復平穩。這對于急于需求相關電子氣體材料開啟產線運作的國內小規模制造企業來說，可能算是利好。
高純氖氣依舊緊缺，國產替代能否補位？
還記得，2019年韓國在遭受日本關鍵材料的“禁運”之后，開始下決心研發自主可控的半導體材料產業鏈。如今隨著時間的持續積累，韓國持續三年的努力也逐漸獲得了回報。
今年1月12日，浦項制鐵在光陽工廠制氧廠舉行了“氖氣生產設備竣工和發貨儀式”，該項目由韓國鋼鐵制造商浦項制鐵(POSCO)與半導體專用氣體公司TEMC合作，從2019年底開始推進氖氣生產的完全國產化約兩年。公司采用大型空分裝置，以光陽制氧廠和TEMC技術為基礎，自主開發了國內首個氖氣生產設備。在韓國首次將半導體用稀有氣體氖（Ne）的生產設備和技術本地化，并交付了第一批產品。TEMC利用自有技術對提取的氖氣進行提煉后，完成了準分子激光氣體生產全過程的國產化。
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不過，這種高純度的氖氣也有不小的門檻，這也是為何如今真正通過ASML等主要設備大廠認證的寥寥無幾的原因。有行業人士指出：“高純氖氣的提純較為復雜，目前氖氣主要是從空氣中分離獲得(空分法)，即用精餾法從大型空分裝置中提取粗氦、氖混合氣，然后由粗氦、氖混合氣經除氫、除氮后獲得純度99.95%以上的純氖氦混合氣，再經分離、純化可制得99.999%的高純氖；粗氖氦原料的主要組成成分為氮氣、氖氣、氦氣和氫氣；在提純氖氣和氦氣時，將粗氖氦原料經過復雜的除雜工藝得到高純的氖氣和氦氣；現有的氖氣提純工藝資源浪費嚴重，且提純效果不高，同時提純穩定性欠缺，存在安全隱患。”
如此高的門檻，也讓當前能真正做到99.999%高純氖氣量產提純的企業變得屈指可數。國內產業鏈由于長期與鋼鐵行業深度綁定，在稀有氣體的純化技術領域已經取得突破，可一旦遇到供應大面積稀缺的情況，也僅有諸如華特氣體和凱美特等少數幾家企業能供應，僅可補足部分高純度氖氣的短缺。
因此，本土的稀有氣體供應依然是國產替代需要加緊突破的難關，一方面，待真正實現稀有電子氣體國產化之后，在很大程度上可以提升中國在半導體材料領域的話語權，未來一旦遇到像日本對韓國禁運的類似情況，也有足夠的能力去應對；另一方面，這也可以成為制約國際半導體設備大廠的關鍵籌碼，一旦遇到設備禁運的問題，也能有更多的談判底氣。
