当前全球半导体制程向3nm及以下节点迭代的进程中，上游关键原材料的供给稳定性正成为制约先进产能落地的核心变量，氦气作为半导体制造环节中不可替代的特种气体，其战略价值正被产业界重新认知。不同于普通工业气体仅作为工艺辅助介质的定位，氦气的低温特性、化学惰性及极低杂质渗透率，恰好匹配了先进芯片制造对环境纯净度、温度控制精度的极端要求，这也是其无法被其他气体替代的核心原因。
在晶圆制造的核心环节，氦气首先应用于极紫外光刻（EUV）系统的光路环境控制，EUV光源输出的13.5nm极紫外光极易被空气中的常规气体分子吸收，必须在纯度达到99.999%以上的氦气环境中传输，才能将光路损耗控制在可接受的阈值内，随着EUV设备工作功率从250W向500W甚至更高标准升级，氦气的持续稳定供给直接决定了光刻环节的良率水平。与此同时，氦气在晶圆退火工艺中承担着均匀导热的作用，相较于传统的氮气导热介质，氦气的热传导效率是氮气的6倍以上，能够让晶圆表面在高温处理过程中温度差控制在0.5℃以内，避免因局部温度不均导致的晶圆翘曲与晶格缺陷，这一作用在7nm以下制程的晶圆热处理环节中已经成为硬性要求。
除此之外，氦气还广泛应用于半导体器件的检漏环节，由于氦原子是分子量最小的惰性原子，能够穿透常规检测介质无法探测到的微小缝隙，对芯片封装后的气密性进行精准检测，确保器件在长期使用过程中不会出现水汽、杂质侵入导致的失效问题，当前车规级芯片对封装气密性的检测标准中，氦质谱检漏已经成为 mandatory 的通用检测手段，单颗车规级功率芯片的氦气消耗量约为消费级芯片的3倍以上，也进一步推高了整体产业的氦气需求规模。
从全球供给格局来看，当前全球氦气产能主要集中在北美、中东及部分亚太地区，其中约70%的氦气来自天然气开采过程中的副产物，只有天然气中氦气浓度达到0.3%以上才具备商业开采价值，这也导致氦气产能无法随需求增长快速扩产，单套氦气提纯装置的建设周期普遍在3年以上，产能弹性远低于其他工业气体。2025年以来，随着全球主要半导体厂商的先进产能集中落地，全球氦气的市场供需缺口已经从2023年的8%扩大至2026年的17%，部分国内半导体厂商的氦气采购成本较三年前上涨超过120%，供给端的波动已经对部分中小晶圆厂的生产排期造成了直接影响。
国内半导体产业当前正处于成熟制程扩产与先进制程追赶的叠加阶段，据行业公开统计数据，2026年国内氦气的半导体领域消耗量已经占到国内氦气总消耗量的32%，较2020年的11%实现了大幅跃升，随着后续国内12英寸晶圆产能的持续释放，预计到2028年这一占比将突破45%，氦气的供给安全已经成为国内半导体产业链自主可控进程中不可忽视的关键环节。当前国内氦气的供给结构中，进口占比仍维持在较高水平，部分具备资源整合能力的工业气体厂商已经开始布局本土氦气提纯与循环回收体系，通过在晶圆厂现场搭建氦气回收纯化装置，将工艺环节中排放的氦气经过多级过滤、纯化后重新回用到生产流程中，成熟的回收体系能够将单厂的氦气综合利用率提升至85%以上，不仅能够帮助晶圆厂降低采购成本，也能大幅降低对外部供给的依赖程度。
需要明确的是，氦气的应用门槛并不仅限于气源获取，半导体级氦气的提纯精度要求远高于普通工业级氦气，对其中的水分、氧含量、碳氢化合物杂质的管控阈值均在ppb级别，任何一项杂质超标都可能导致整批晶圆报废，这也对气体供应商的纯化技术、现场配送管控能力提出了极高的要求。当前能够稳定供应半导体级氦气的服务商，均需要经过长周期的厂商资质认证，认证周期普遍在2年以上，不存在短期替代的可能性。
随着全球半导体产业的区域化布局趋势不断强化，氦气作为产业链上游的隐形核心要素，其战略定位已经从普通工业原材料升级为核心战略物资，对于半导体制造企业而言，提前与具备稳定供给能力的气体服务商签订长期锁量协议，同时配套搭建内部氦气循环回收体系，已经成为保障生产连续性的必要举措。对于工业气体行业而言，加大对本土氦气资源开发、高纯纯化技术及回收利用技术的投入，也将成为支撑国内半导体产业稳定发展的重要配套支撑，这一领域的技术突破与产能布局，也将在未来很长一段时间内成为行业竞争的核心赛道。
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