电子特气有纯度和混配精度两个核心指标
。
电子特种气体与传统工业气体的区别在于纯度更高
（
如高纯气体
）
或者具有特殊用途
（
如参与化学反应
）
，
通常电子特气的纯度要求必须达到5N及以上级别
（
N代表纯度百分比中9的个数
）
，
晶圆制造对电子特气的纯度要求极为严格
，
一般大于6N
，
例如在晶圆制造过程中沉积成膜工段的硅烷特种气体纯度要求达到8N及以上
。
配比精度是针对混配气体的核心参数
，
即精准控制不同气体的混配比额
，
行业内一般以ppm
（
百万分之一
，
10-6
）
、
ppb
（
十亿分之一
，
10-9
）
、
ppt
（
万亿分之一
，
10-12
）
、
以及百分数来表示组分配比
。
在晶圆制造过程中
，
特定核心工段涉及的特种气体往往不是唯一组分
，
例如
，
对于光刻工段使用的特种气体
，
通常涉及氩-氟氖混合气
、
氪-氖混合气
、
氩-氖混合气
、
氪-氟-氖混合气等
。
（
1
）
电子特气的纯度直接影响晶圆和电子元器件的各项指标
。
电子特气的纯度会影响晶圆和电子元器件的质量
、
性能
、
集成度
、
技术指标和成品率等指标
，
如果杂质含量过高
，
轻则导致下游相关批次产品质量不达标
，
重则扩散污染整条生产线
，
造成高额损失
。
近年来
，
芯片制程已从2010年的32nm发展到目前先进的3nm
，
对应电子特气中的污染粒子体积也要缩小11倍以上
，
才能确保晶圆不受污染
，
保持输出产品的良品率
，
如果芯片制程再次下降
，
晶圆制造将进一步迈向原子尺度的
“
施工
”
等级
，
此时硅片的膜层已经非常薄
，
对杂质及副反应更加敏感
，
对特种气体的洁净度要求会越来越严格
，
高纯度是企业进入国际主流晶圆厂供应商行列的敲门砖
。
（
2
）
电子特气的高精度混配能够进一步打开企业的盈利空间
。
相对于纯净气
，
混配气的售价及毛利普遍更高
。
气体混配工艺通常采用重量法
、
分压法
、
动态体积法将两种及两种以上组分的气体按照不同比例混合
，
对配制过程的累计误差控制
、
配置精度
、
配置过程的杂质控制和混配设备都有极高的要求
。
混配过程难度一般随着产品组分的增加
、
配比精度的提升
、
以及溶质气体目标浓度的降低而显著增加
。
目前晶圆厂普遍要求ppm甚至ppb级别浓度的组分进行精确操作
，
其配置难度与销售价均呈指数性增长
，
因此若能打通高精度混配工艺生产线
，
将为企业带来更高的盈利空间
。
从生产技术角度看
，
电子特气是一个典型的技术密集型行业
。
为了满足纯度和混配精度这两个核心指标
，
电子特气不仅对上游采购的原料气源和供应系统有着严苛的检测要求
，
其主要的生产工艺也有极高的技术壁垒
。
电子特气的生产工艺通常包括
：
气体纯化
、
气体合成
、
空气分离
、
气体充装
、
气体混配
、
气体检测
、
钢瓶处理七大板块
。
（
1
）
气体纯化
：
是电子特气生产流程中的核心环节
，
是指通过精馏
、
吸附等方式将低纯度原料气精制成更高纯度的气体产品
。
在此环节中
，
低纯度的原料气充入原料储罐
，
通过增压器加压使之成为液体后
，
依次送入洗涤塔
、
干燥塔和吸附塔进行预处理
，
去除颗粒物水分等杂质后
，
再送入精馏塔
。
精馏塔是气体纯化步骤的的核心设备
，
在此去除轻重杂质组分和金属离子后即得到高纯气体
，
高纯气体经低温液体泵泵入充装系统
，
再进入不同的压力容器储存
。
（
2
）
气体合成
：
指原材料在特定压力
、
温度
、
催化剂等条件下
，
通过化学反应得到气体产品
，
需要根据原料组成波动定制或及时调整工艺
。
（
3
）
气体充装
：
电子特气全工艺流程中最基础的一环
，
该过程主要依赖低温泵和膜压机等设备
，
将产品气体充填进气瓶
、
长管拖车
、
管束式集装箱等压力容器中
，
若特气产品物理状态为低温液体
，
则使用低温泵泵入汽化器内汽化后进行充装到终端压力设备比如钢瓶
；
若特气产品物理状态为气体
，
则使用膜压机进行增压后进行充装
。
因该过程具有移动性和重复充装的特点而具有一定危险性
，
保证充装过程气路清洁
、
产品不被污染是最关键问题
。
（
4
）
空气分离
：
使用空分设备生产氮气
、
氧气等空分气体
，
空气经过滤器除去颗粒物后
，
再经过变温吸附器除去烃类
、
水分及酸性气体
，
然后在精馏塔内分离出氮和氧后
，
分别以液体状态充装入压力设备内
。
（
5
）
气体检测
：
使用分析仪器对原料气或产品气体成分进行定性与定量分析
，
原料气在入场前必须进行高精度杂质气成分分析
，
才能制定精准的提纯工艺流程
。
特气出厂前必须要进行组分分析
、
水分分析
、
金属离子分析和颗粒度分析四项检测
，
达标后才可外销
。
检测结果将决定生产工艺与设备
，
通常需要使用高灵敏度和高精度的仪器来进行检测
。
（
6
）
钢瓶处理
：
根据盛放气体性质及需求的不同
，
对气瓶内部
、
内壁表面及外观进行处理的过程
，
以保证气体存储
、
运输过程中设备的安全与产品的稳定
。
电子特气属于危险化学品
，
因此需要使用专业储运设备和严格的储运管理
。
一般维护工作包括
：
钢瓶余气处理系统
、
置换阀门
、
表面清洗
、
研磨
、
抛光
、
钝化
，
装阀检漏和真空干燥几部分
，
目前国内对钢瓶设备材料及耐腐蚀
、
耐吸附等工艺技术缺乏系统研究
，
需要企业长期探索与经验积累
。
（
7
）
气体混配
：
使两种及两种以上组分气在分析合格后经管道进入气体混配装置
，
根据客户需求的混配比例
，
调节各组分气及平衡气的比例进行均匀混合
。
气体混配是核心工段之一
，
目前主要有重量法
、
压力比法
、
质量流量比法
、
静态容量法和渗透管法五种混配工艺
，
该工段的核心在于调控组分浓度配比高度精确的气体产品
。
特种气体具有较高的技术壁垒
、
客户认证壁垒
、
营销网络与服务壁垒和资质壁垒
。
以上工艺体现出本行业极度依赖大型化工装置
、
专业且特殊的检测设备
、
专业技术与经验积累
，
非专业从事气体生产的公司
，
需要另外购买大批量先进的生产设备
，
从零积累气体纯化
、
混配
、
充装
、
钢瓶处理与分析检测等技术经验
，
这需要付出高昂的成本
。
（
1
）
技术壁垒
：
特种气体在其生产过程中涉及合成
、
纯化
、
混合气配制
、
充装
、
分析检测
、
气瓶处理等多项工艺技术
，
以及客户对纯度
、
精度等的高要求
，
对行业的拟进入者形成了较高的技术壁垒
；
（
2
）
客户认证壁垒
：
作为关键性材料
，
特种气体的产品质量对下游产业的正常生产影响巨大
，
因此对极大规模集成电路
、
新型显示面板等精密化程度非常高的下游产业客户而言
，
对气体供应商的选择极为审慎
、
严格
，
形成了客户认证壁垒
，
其中显示面板行业用特种气认证长达1-2年
，
集成电路领域用特种气认证长达2-3年
。
电子特气的质量将决定半导体产品质量
，
因此客户选择电子特气供应商必须经过审厂和产品认证两轮严格的审核认证才能获得认可
；
（
3
）
营销网络与服务壁垒
：
客户对气体种类
、
响应速度
、
服务质量的高要求都使得营销网络在气体企业的经营中处于重要地位
，
其次客户对工业气体产品的种类需求丰富
，
对气体公司的综合服务能力要求较高
，
因此形成了营销网络与服务壁垒
；
（
4
）
资质壁垒
：
工业气体属于危险化学品
，
在其生产
、
储存
、
运输
、
销售等环节均需通过严格的资质认证
，
这对行业新进入者形成了较高的资质壁垒
。
电子特气主要采用瓶装供气和储槽供气两种方式
。
电子大宗气体主要以现场制气为主
。
由于电子特气具有超高纯度的指标要求
，
且具有品类多
、
批量小
、
高频次的应用特点
，
采用瓶装供气模式是电子特气行业的主流销售模式
，
此外对一些需求量较大的电子特气还会采用长管拖车
（
鱼雷车
）
的运输方式
，
因此配送能力和交付能力也是重要的竞争优势
。
不同气体供应商之间的服务差异较大
，
一站式综合服务可以增加客户粘性
，
比如额外提供容器检测
、
维修
，
供气系统的设计和安装等配套服务
，
从而构成了电子特气行业的客户服务壁垒
。
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中科富海