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光刻机没了它就是废铁,佛山的工厂突破封锁,让ASML主动认证

芯片制造过程中,光刻机是决定电路精度的关键设备。它里面的准分子激光器需要特定混合气体来激发紫外光束。这些气体包括氩氟氖、

芯片制造过程中,光刻机是决定电路精度的关键设备。它里面的准分子激光器需要特定混合气体来激发紫外光束。这些气体包括氩氟氖、氪氖等几种组合,纯度必须达到六九以上,任何微量杂质都会让激光能量波动,导致晶圆图案出错。

缺少合适气体,整台价值上亿美元的设备就无法运转,产线直接停摆。过去这类电子特气长期被国外四大集团控制,中国芯片厂采购时价格高出普通工业气体几十倍,还得接受指定包装和接口限制。

佛山这家工厂叫广东华特气体股份有限公司,前身1993年起步,主要给周边钢厂配送氧气和氮气。那时候业务简单,利润不高。1999年在南海区正式注册后,团队逐步积累气体生产经验。2005年前后,他们把重点转向电子特气研发,尤其是光刻用的混合气。

光刻混合气难点在于两种地方。一是气体纯度要控制在百万分之一杂质以内,二是几种组分含量有时只有几克甚至零点几克,偏差一点点就会报废整批晶圆。装气钢瓶内壁处理也卡得死死的,国外企业不卖相关设备和技术。

华特团队靠自主试验,一点点摸索内壁纯化和混配工艺,积累了几千组实验数据,确保气体在运输和储存中保持稳定。

经过近二十年坚持,2017年成为转折点。华特自主研发的四种光刻混合气,也就是Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne,通过了全球最大光刻机供应商ASML的全部认证环节,包括文件审核、样品测试和工厂审计。ASML把这些产品列入合格供应商名单,还在设备使用手册里推荐使用。这张认证让华特成为国内唯一、全球第四家获得认可的企业,产品直接能匹配高端光刻设备。

认证通过后,华特产品品质得到国际认可。国内八英寸以上集成电路厂商开始逐步导入,覆盖率很快超过百分之九十。中芯国际、长江存储等企业把这些气体用在核心产线,保障了制造稳定性。2021年,华特又通过日本GIGAPHOTON的认证,成为国内唯一同时拿下两家光刻机巨头认可的气体公司。

2019年外部贸易限制出现,日本对高纯氟化氢出口管控,韩国芯片厂一度面临供应紧张。国内厂商借此机会加强本土供应链建设,华特的光刻气、刻蚀气等系列产品规模化进入更多产线。2022年俄乌冲突爆发,乌克兰作为全球主要氖气供应地,出口中断导致稀有气体价格大幅上涨。中国钢铁产能提供充足副产品原料,华特依托本土优势快速增加氖气和氪气提纯产能,及时补充市场缺口。

台积电的七纳米和五纳米制程在这期间保持稳定运行,部分气体就来自华特等国内企业。产品陆续进入英特尔、美光、德州仪器和三星的供应链体系。国外巨头看到情况后,曾大幅降价试图抢回份额,但国内厂商坚持优先保障供应链安全,继续使用本土产品。这让华特在市场竞争中站稳脚跟。

华特的气体业务现在覆盖氟碳类、氢化物、氮氧化合物和光刻混合气等系列,已实现五十多种产品进口替代。在国内集成电路领域,十二英寸晶圆厂覆盖率处于领先位置。部分氟碳类和氢化物产品还进入五纳米先进制程,证明了技术成熟度。公司2019年在科创板上市后,产能持续扩大,基地分布在佛山、九江等地。

中国在稀有气体原料上有天然优势。氖气、氪气和氙气主要来自钢铁厂空分设备的副产品,国内钢铁产量占全球一半以上。欧美一些国家钢铁产能减少后,原料供应就受限。华特正是利用这个基础,结合自主提纯和混配技术,把成本控制在合理水平,同时保证品质稳定。价格优势加上认证背书,让产品在全球供应链中更有竞争力。

如今全球半导体产业链越来越重视供应链多元化。华特的产品出口覆盖五十多个国家和地区,在地缘因素影响下,国产气体填补空白的能力得到验证。工厂持续投入研发,产能项目稳步推进,为更多先进工艺提供稳定支持。