隨著半導(dǎo)體、新能源、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高純度特種氣體的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。近日，國(guó)內(nèi)多家氧氣生產(chǎn)企業(yè)加速向高端領(lǐng)域延伸，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，成功突破9N（99.9999999%）級(jí)超純氧、電子級(jí)笑氣等特種氣體生產(chǎn)瓶頸，打破國(guó)外長(zhǎng)期壟斷，為高端制造國(guó)產(chǎn)化提供關(guān)鍵支撐。

技術(shù)攻堅(jiān)：從“工業(yè)氧”到“芯片氧”的躍升

傳統(tǒng)氧氣產(chǎn)品純度多在99.5%-99.999%之間，難以滿足半導(dǎo)體光刻、鋰電池電解液合成等場(chǎng)景對(duì)雜質(zhì)的嚴(yán)苛要求。此次高端化轉(zhuǎn)型聚焦三大技術(shù)突破：

1. 精密提純工藝升級(jí)：采用多級(jí)低溫吸附與催化脫除技術(shù)，將氣體中水分、二氧化碳等雜質(zhì)含量控制在0.1ppb（十億分之一）以下，純度提升至9N級(jí)；
2. 全流程潔凈控制：建設(shè)百級(jí)潔凈車間，使用惰性氣體保護(hù)管道與高真空包裝，避免生產(chǎn)過(guò)程中二次污染，確保產(chǎn)品顆粒度≤0.1μm；
3. 在線檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用：引入激光光譜分析與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)含量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品批次穩(wěn)定性提高90%，達(dá)到國(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)（SEMI）標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，國(guó)產(chǎn)超純氧中金屬離子含量低于0.001ppb，關(guān)鍵指標(biāo)優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，可完全替代國(guó)外品牌用于7nm以下芯片制造。

應(yīng)用拓展：賦能新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

高純度特種氣體的突破直接推動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)升級(jí)：

• 半導(dǎo)體領(lǐng)域：超純氧作為光刻膠顯影劑與蝕刻氣體，助力國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)28nm工藝突破，單臺(tái)設(shè)備年用氣量超5000立方米；
• 新能源領(lǐng)域：電子級(jí)笑氣（N?O）用于鋰電池正極材料燒結(jié)，可提升電池能量密度15%，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池出口歐洲市場(chǎng)；
• 生物醫(yī)藥領(lǐng)域：高純氧與二氧化碳混合氣（CARBOGEN）應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)與低溫保存，降低醫(yī)療機(jī)構(gòu)用氣成本40%。

某芯片制造企業(yè)負(fù)責(zé)人表示：“過(guò)去我們依賴進(jìn)口特種氣體，不僅價(jià)格高昂且供應(yīng)不穩(wěn)定。國(guó)產(chǎn)超純氧通過(guò)驗(yàn)證后，單批次采購(gòu)周期從3個(gè)月縮短至2周，幫助我們產(chǎn)能爬坡速度提升30%。”

生態(tài)構(gòu)建：從“單點(diǎn)突破”到“全鏈協(xié)同”

為加速高端氣體產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，行業(yè)構(gòu)建“研發(fā)-生產(chǎn)-應(yīng)用”協(xié)同體系：

• 產(chǎn)學(xué)研深度融合：高校與氣體企業(yè)共建特種氣體實(shí)驗(yàn)室，突破高純度原料合成、氣體分析儀器等“卡脖子”技術(shù)；
• 標(biāo)準(zhǔn)體系完善：行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭制定《電子工業(yè)用氣體通用技術(shù)要求》，統(tǒng)一雜質(zhì)限量、包裝標(biāo)識(shí)等指標(biāo)，推動(dòng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展；
• 服務(wù)模式創(chuàng)新：氣體廠商提供“氣體+設(shè)備+服務(wù)”一體化解決方案，在客戶廠區(qū)建設(shè)微型制氣站，實(shí)現(xiàn)按需供氣與零庫(kù)存管理。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年國(guó)產(chǎn)高純度特種氣體在國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)占有率已突破25%，較三年前提升18個(gè)百分點(diǎn)。隨著氫能、量子計(jì)算等前沿領(lǐng)域?qū)μ胤N氣體需求增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)正布局超純氫、同位素氣體等新一代產(chǎn)品，力爭(zhēng)到2025年形成千億級(jí)高端氣體產(chǎn)業(yè)集群，為全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全貢獻(xiàn)中國(guó)力量。