在芯片制造里,有一種東西,雖然它無影無形,看不見也摸不著,但它的地位,絕對不輸給光刻機。 甚至可以說,如果沒有它,阿斯麥(ASML)最先進的光刻機就是一堆廢鐵,臺積電的生產線立馬就得趴窩。
它,被業內稱為“電子工業的血液”的電子特種氣體(電子特氣)。
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就這管“血”,在過去長達30年的時間里,一直是我們中國半導體產業最大的隱痛。 全球80%的市場,被美國、日本、法國的巨頭死死把控。他們不僅把價格賣得比金子還貴,還動不動就搞技術封鎖,掐我們的脖子。
但就在所有人都覺得這塊硬骨頭啃不動的時候,在廣東佛山,一家不起眼的工廠,硬是靠著一股“死磕”的勁頭,撕開了這道封鎖線! 現在,就連臺積電、英特爾、三星這些全球頂級巨頭,都得排隊買中國的氣!
一、 純度的極限
很多人可能會納悶:“不就是氣嗎?空氣里到處都是,路邊充氣球的氦氣也沒多貴啊,這玩意能有多難造?”
千萬別拿民用的眼光看芯片。 電子特氣是給芯片“洗澡”、給晶圓“做手術”、給光刻機當“光源”用的。 這就要求它的純度必須達到一個變態的級別。
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民用氣體的純度,99%就頂天了。 但電子特氣的起步門檻是99.9999%(6N),甚至更高。 這是個什么概念? 打個比方:這就好比在一整個奧林匹克標準的游泳池里,哪怕掉進去一粒灰塵,這一池子水就廢了!
在納米級別的芯片線路上,任何一點微小的雜質,都會像高速公路上的巨石一樣,導致電路短路。 一旦氣體不純,整條生產線上的晶圓就得全部報廢,損失是以百萬美元計算的。 所以,在這個行業里,提純技術就是“核武器”。
二、 30年的屈辱
就是因為這道技術門檻,在很長一段時間里,中國半導體產業過得那是相當憋屈。
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美國的空氣產品、法國的液化空氣、日本的大陽日酸這三家巨頭死死壟斷。 那時候,中國芯片廠想買點高純度的氣體,那得看人家臉色。 價格是國外的幾倍不說,還得簽各種霸王條款。
最惡心的是,他們經常搞“技術壁壘”。比如某種氣體的鋼瓶接口,他們特意做成特制的。你買了別家的氣?對不起,接口對不上,根本接不進設備!
這種被卡脖子的日子,一直持續到了2010年前后。
三、 佛山工廠的逆襲
轉折點,發生在廣東佛山。 這群廣東人做生意,講究一個“敢”字。 看著老外在光刻氣領域作威作福,華特的老板決定:硬剛!
他們選了一條最難的路——光刻氣。 光刻機工作時,需要一種特定的混合氣體(包含氪、氖、氙等稀有氣體)來產生深紫外光。 這玩意的配方極其復雜,比例差一點點,光刻機的光源就點不亮。
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為了攻克這個技術,華特的工程師在實驗室里泡了好幾年,像繡花一樣調試配方。 等到產品終于做出來了,卻迎來了更難的一關:客戶認證。 芯片廠那是出了名的保守。誰敢拿幾億的晶圓給你做實驗?萬一你的氣不行,把晶圓毀了算誰的?
華特氣體為了拿到阿斯麥(ASML)和臺積電的認證,花了整整三年。 這三年里,就是不斷地送樣、測試、被拒、整改、再送樣。 那是真的在“磨”,磨破了嘴皮子,磨穿了鞋底子。
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終于,當華特各項指標完全符合標準,甚至在某些穩定性上比國外產品還好的時候,國門打開了。華特氣體的鋼瓶,成功接入了臺積電的生產線!它也成為了中國第一家、也是目前唯一一家進入ASML光刻氣供應鏈的企業。
四、 國外的暴利時代結束了
除了佛山,江蘇蘇州也是這個戰場上的主力軍。金宏氣體攻克了超純氨,把純度做到了7N級別,直接把國外對手擠出了中國LED和面板市場。南大光電攻克了被稱為“半導體毒氣”的砷烷、磷烷,不僅能造,還擁有完全的自主知識產權。
中國企業這一突破,直接帶來了兩個后果:
第一,價格粉碎機啟動。以前國外巨頭賣給我們的六氟化鎢,價格高得離譜。自從中國企業能生產后,價格直線跳水。 原本的暴利產品,硬生生被我們要回了合理的工業品價格。這讓那些躺著賺了幾十年的國外巨頭,心態徹底崩了。
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第二,攻守易形,我們掌握了定價權。還記得去年的烏克蘭危機嗎?全球氖氣(光刻氣的重要原料)供應緊張,價格暴漲了幾十倍。 那時候,全球都在盯著中國。 因為中國擁有全球最龐大的鋼鐵產能,而氖氣、氪氣正是鋼鐵廠空分設備的副產品。 中國企業迅速調整工藝,加大提取力度。不僅穩住了國內的供應,還把大量的氖氣、氪氣賣到了國際市場。
這一次,定價權在我們手里!就連韓國的三星、海力士,為了保證供應鏈安全,都開始大批量采購中國的電子特氣。 他們心里門兒清:雖然美國在喊脫鉤,但從商業邏輯上看,離了中國的供應鏈,他們的成本控制不住,產能也得崩。
五、 總結
當然,我們也要清醒地看到,在極先進制程(比如3nm、2nm)所需的某些前驅體材料上,我們和美日巨頭還有差距;高端的氣體閥門和鋼瓶,依然有部分依賴進口。但這只是時間問題!
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