当前国内半导体产业链国产替代进程持续深化,2026年上半年国内12英寸晶圆厂投产及扩产项目集中落地,对应前端制造环节的关键配套耗材需求同步进入释放周期,超高纯氦气作为晶圆制造过程中不可替代的核心特种气体,其供应稳定性与纯度指标直接决定产线良率与生产连续性,正成为行业上下游关注度最高的细分品类之一。
在半导体制造的多道核心工序中,超高纯氦气的作用具备不可替代性,晶圆光刻环节需要将氦气作为惰性载气,将光刻胶试剂精准输送至晶圆表面,同时利用氦气极高的热传导系数实现光刻过程的恒温控制,避免温度波动导致的线宽误差,当前7nm及以下制程的光刻工艺对氦气纯度要求达到99.9999%以上,杂质含量控制在ppb级别,任何微量的氧、水或烃类杂质都会直接造成晶圆报废。在单晶拉制环节,氦气作为保护气填充单晶炉腔体,能够有效隔绝空气与熔融硅料的接触,同时快速导出拉晶过程中产生的热量,保障单晶硅棒的晶格完整性,目前国内量产的12英寸轻掺硅片产线,单公斤硅棒的超高纯氦气消耗量约为0.8至1.2立方米,产线运行的氦气供应中断超过10分钟就会导致整炉硅料报废,直接损失超过百万元级别。此外在晶圆退火、等离子刻蚀的冷却环节以及封装测试的检漏工序中,超高纯氦气均承担着不可替代的功能,全制程环节的氦气使用覆盖了从硅料制备到最终封测的全链条。
从当前的市场供应格局来看,全球超高纯氦气的产能仍高度集中于北美、中东及部分独联体国家,2025年全球提纯产能中,上述区域占比超过90%,而国内当前的超高纯氦气自主供应能力仍处于爬坡阶段,2025年国内半导体领域的超高纯氦气自给率不足15%,多数晶圆制造企业的核心氦气供应仍依赖长期进口长约保障。随着2025年以来国际地缘贸易环境的波动,部分海外供应商的长约交付周期出现不同程度的延长,国内头部晶圆厂已开始加快验证本土供应商的超高纯氦气产品,目前已有多家国内气体企业完成电子级超高纯氦气的提纯技术攻关,相关产品通过了国内主流晶圆厂的产线验证,逐步进入小批量供货阶段。
对于工业气体供应商而言,对接半导体领域客户的核心门槛并不仅限于纯度指标的达标,更在于稳定连续的供应保障能力,半导体产线的24小时不间断运行要求气体供应商具备毫秒级的压力调控能力,同时配套完善的管线纯化装置与实时杂质监测系统,确保输送至产线终端的氦气指标始终符合工艺要求。当前国内多数气体服务商已开始针对半导体客户搭建专用的高纯气体储配站与专属输送管线,同时配套建立多气源备份机制,避免单一供应源中断对客户产线造成的冲击。
行业层面的配套标准也在逐步完善,2025年国内相关行业协会已正式发布电子级氦气的细分分级标准,针对半导体用超高纯氦气的杂质检测项目、包装要求、运输规范均做出了明确规定,为本土供应商的产品标准化落地提供了统一依据。随着国内半导体产能的持续释放,预计2028年国内半导体领域的超高纯氦气年需求量将突破800万立方米,对应的配套服务市场规模将超过60亿元,具备稳定供应能力与客户验证资质的本土供应商将获得明确的增长空间。
不同于普通工业级氦气的应用场景,半导体领域的超高纯氦气对全链路的品质管控要求极高,从原料气的采集纯化、到钢瓶的内壁处理与检漏,再到终端配送的全程密封保护,任何一个环节的管控疏漏都可能导致产品品质不达标,这也要求相关供应商建立覆盖全流程的质量追溯体系,确保每一批次交付的产品都可追溯至对应生产环节的参数记录。目前国内头部气体企业已逐步建立起符合半导体行业要求的全链路管控体系,部分企业的超高纯氦气产品已进入国内头部存储芯片制造企业的核心供应商名录,打破了此前海外厂商在该领域的独家供应格局。
当前不少行业参与者也在探索氦气循环回收的技术路径,针对半导体产线排放的氦气进行收集、纯化再利用,部分试点产线的氦气回收率已达到60%以上,不仅能够帮助客户降低综合用气成本,也能在一定程度上缓解供应端的压力,这类循环回收方案也正在成为头部气体服务商对接客户的核心服务内容之一。对于半导体制造企业而言,适配自身产线的氦气供应方案,不仅需要匹配当前的产能需求,更需要预留足够的扩容空间,适配后续制程升级带来的用气指标要求提升,这也要求气体服务商提前介入客户的产线规划阶段,提供定制化的气体配套解决方案。
从行业长期发展的逻辑来看,超高纯氦气作为半导体制造的核心支撑品类,其自主供应能力的提升是国内半导体产业链自主可控的重要组成部分,当前上下游的协同验证节奏正在加快,未来2至3年将是本土供应商抢占市场份额的关键窗口期,具备技术积累、产能储备与客户验证经验的企业将逐步占据市场的主流位置,整个细分品类的供应格局也将逐步向国内自主保障的方向调整。
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