電子特種氣體(以下簡稱電子特氣)是指用於半導體及相關電子產品生產的特種氣體，幾乎滲透到芯片生產的每個環節，包括光刻、刻蝕、薄膜、摻雜等工藝，是電子行業的重要原材料被喻為“芯片產業的血液”，是僅次於矽片的第二大芯片材料領域，在芯片材料中占比約為11.4%。
芯片工業大約需要110多種電子特氣，其中常用的有超過50種。
芯片工業常用的電子特氣
常見光刻氣體包含 Ar/F/Ne 混合氣，、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混合氣，Ar/Xe/Ne 混合氣，等等。混合氣體在高壓受激發後，就會形成等離子體，由於電子躍遷，會產生193 nm或者248nm激光光源。 其中氖氣在193 nm ArF 激光器和 248 nm KrF 激光器中作為緩沖氣體，用於與稀有氣體（Ar/Kr）、氟氣混合，防止電極短路，是DUV光刻的重要電子特氣耗材。
氖氣在空氣中占比隻有0.00182%。DUV光刻對氖氣純度有著苛刻的要求，要求達到6.0級（純度99.9999%）。在光刻過程中，極微量的雜質也可能導致產品重大缺陷，特種氣體純度越高，光刻良率越高，光刻質量越好。應用於DUV光刻的氖氣的生產、分離提純以及運輸供應都存在較高的技術壁壘，其毛利率超過 50%。全球芯片業每年消耗的氖氣量約為54萬噸，折合55萬立方米。
2014年克裡米亞危機前，烏克蘭是全球氖氣主要生產國，生產地是馬裡烏波爾Ingas和位於敖德薩的Cryoin和Iceblick。具體流程是俄羅斯鋼鐵廠提供其副產品¾粗制氖氣，然後上述三個烏克蘭公司進行提純成高純氖氣。
其中，Ingas公司1994年成立，每月生產1.5-2萬立方米5.0級（純度99.9990%）和6.0級（純度99.9999%）氖氣，Cryoin每月生產1-1.5萬立方米5.0級、5.5級和6.0級氖氣，為德國、臺灣、韓國、中國和美國的客戶提供服務，占比達75%以上。
馬裡烏波爾氖氣工廠Ingas 圖源：氣體圈子
俄烏戰爭爆發造成全球氖氣短缺
2022年2月24日，俄烏戰爭爆發。Ingas、Cryoin和Iceblick三傢公司被迫停產。Cryoin業務發展總監Larissa Bondarenko宣稱，Cryoin公司無法完成1.3萬立方米的客戶訂單，也不能獲得合適的原材料來生產氖氣（俄羅斯鋼鐵廠不再提供粗制氖氣）。Ingas公司表示，公司管理層和所有關鍵生產人員早在3月份就前往烏克蘭控制區。全球氖氣價格上漲600%以上。
俄烏戰爭制造芯片的成本增加 圖源：CCTV
俄烏戰爭的進程已經廣為人知，尤其是發生在Ingas公司的大本營，馬裡烏波爾的戰鬥。
Ingas在烏克蘭控制區將恢復氖氣生產
2022年10月11日，Ingas 總負責人 Nikolay Avdzhy宣稱： 關於留在馬裡烏波爾本屬於Ingas公司的設備，其中一些關鍵設備在企業被接管的第一天就被野蠻地洗劫一空。目前，主要生產設施也在炮擊中受損，剩餘的精密設備難免受大氣污染。況且，電力供應尚未恢復。當寒冷來臨時，暖氣供應也是個問題。 Ingas認為，所有這些因素都將導工廠的設備永久失效。他們認為，占領當局企圖在馬裡烏波爾的設備上恢復生產是非法的，與Ingas公司沒有任何關系。
俄烏戰爭爆發前Ingas的生產車間氣體提純 圖源：百度
2023年2月, Ingas公司負責人稱，在烏克蘭控制區的備用工廠生產恢復取得新進展。“我們很高興地宣佈，Ingas將於2023年初升級其氣體分析設備。我們新的NovaChrome色譜系統將使我們能夠對成品進行更準確的質量控制測試。隨著我們實驗室設備的這些新增加和我們已經現代化的生產能力，Ingas將自己定位為生產超高純度惰性氣體的世界領導者”。
愛爾蘭AGC公司的NovaChrome色譜系統
引進愛爾蘭AGC公司的NovaChrome色譜系統，這是恢復量產的第一步。
即使俄羅斯在馬裡烏波爾的設備能恢復高純氖氣的生產，或者Ingas公司在烏克蘭控制區的備用工廠能恢復高純氖氣的生產，全球的芯片業還需要來自俄羅斯和烏克蘭的惰性氣體嗎？
韓國開始說不！
韓國電子特氣公司TEMC成立於2015年，以實現特種氣體完全國產化為目標，正在積極推進IPO。
TEMC公司 圖源：氣體圈子
為應對俄烏戰爭爆發後全球氖氣價格進一步上漲這一危機，韓國加快光刻氖氣國產化的步伐。2022年10月，SK海力士、半導體專業氣體公司TEMC和浦項制鐵（POSCO）進行緊密合作，聯合開發一種利用現有設施以低成本生產氖氣的方法，正式宣佈完成韓國本地化的氖氣生產和技術本地化。
SK海力士公司的氖氣來源本土化 圖源：百度
SK 海力士解釋說， 它已經找到一種與生產半導體生產氣體的TEMC和浦項制鐵合作生產氖氣的方法。 過去幾年，韓國半導體公司的氖氣一直完全依賴進口。由於主要海外生產地局勢不穩定（指的是俄烏戰爭），氖氣供應存在不穩定的風險。
TEMC公司設備年生產能力約為22000標準立方米，相當於韓國國內需求的16%。TEMC和 浦項制鐵 兩傢公司還在研究其他電子特氣，包括氪氣和氙氣的韓國國產替代，用於芯片刻蝕等。
粗制氖氣由浦項制鐵公司生產，在供應給SK Hynix之前由TEMC進行提純處理。韓國浦項制鐵公司成立於1968年，為全球最大的鋼鐵制造廠商之一，每年為全球超過六十個國傢的用戶提供二千六百多萬噸鋼鐵產品, 被美國Morgan Stanley投資銀行評定為“全球最具競爭力的鋼鐵制造商”。氖氣是浦項制鐵公司的副產品。
韓國浦項制鐵公司 圖源：浦項制鐵公司官網
SK海力士公司計劃到2024年將韓國國產氖氣的使用率提高到100%！
中國臺灣省也在加快氖氣本地化進程
中國臺積電正在與多傢氣體供應商合作，打造中國臺灣省本土的氣體供應生態。臺積電還正在評估供應鏈風險，以確保能夠采購2000多種芯片制造所需的材料和化學品，以滿足未來的3到5年內建廠和擴充產能計劃。
臺積電信息技術、材料管理和風險管理高級副總裁JK Lin表示，“我們有一個與供應商合作的具體計劃，以本地化部分氖氣供應，目前正在購買設備。我們的想法是擁有更多的資源來提高供應鏈的安全水平。但並不是在本地實現所有的供應。那是不現實的，而且成本很高。”
JK Lin稱，建設新的芯片廠通常需要四到五年的時間，所以我們需要制定這樣的計劃。在疫情和地緣政治不確定性帶來的多重破壞中，供應鏈彈性在過去兩到三年中變得越來越重要。JK Lin還表示， 雖然增加本地采購很重要，但該戰略也有局限性。半導體仍然是一個非常全球化的行業，全球合作至關重要，沒有人可以完全靠自己和本地制造任何東西。
據報道，臺灣制造氖項目合作方最有可能是位於高雄市臨海工業區的中國臺灣中鋼公司，該公司是中國臺灣省最大的鋼鐵生產商。合作方可能是跨國工業氣體供應商林德(Linde)。
中國大陸在加快氖氣國產化進程
2023年 2月2日，凱美特氣（002549）(002549.SZ)公告宣佈，其控股子公司嶽陽凱美特電子特氣於當天收到ASML子公司Cymer公司發來的合格供應商認證函，凱美特電子特氣公司生產的光刻氣產品通過Cymer公司審查，Cymer公司已將凱美特電子特種氣體公司光刻氣產品列入合格供應商名單。
凱美特電子特氣公告 圖源：百度
凱美特氣董秘王虹表示， 公司光刻氣產品通過ASML子公司的合格供應商認證，是後者對公司在光刻氣生產領域的生產能力、產品質量的認可。公司以後進入光刻氣行業市場，不再隻是第三方代理銷售，毛利率更有保障。
眾所周知，認證是鏈接客戶和設備商的紐帶，隻有通過資質認證，才有可能打入頭部企業的供應鏈，打開高端供應渠道。
此外，凱美特氣還於2021年相繼通過法國液空、美國相幹的稀有氣體、混配氣認證，電子特氣業務開始逐漸放量。目前，凱美特氣已建成並投入12套電子特種氣體生產及輔助裝置。
第一傢獲得ASML認證的中國電子特氣廠商是華特氣體(688268.SH)。除凱美特氣，華特氣體已實現20多種氣體產品的進口替代，通過ASML和日本GIGAPHOTON株式會社認證。 當前，華特氣體開發的高純一氧化碳、高純一氧化氮等代表產品，已批量供應長江存儲等國內頭部廠商，成為全國最大的氮化鎵廠和碳化矽廠的供應商。
毫無疑問，氖氣已經不再短缺。烏克蘭和俄羅斯將來生產的惰性氣體廠商將面臨激烈的市場競爭。