特种气体的分类有哪些？

特种气体(Specialtygases)门类繁多，通常可区分为电子气体，标准气，环保气，医用气，焊接气，杀菌气等，广泛用于电子，电力，石油化工，采矿，钢铁，有色金属冶炼，热力工程，生化，环境监测，医学研究及诊断，食品保鲜等领域。

特种气体兴起于60年代中期，作为基础化工材料，主要运用于大型石油化工、半导体器件、光导纤维、激光、医学科学、临床诊断、医药消毒、水果催熟、食品保鲜等领域。随着新产品技术的发展，其应用范围也越来越广泛。在国民经济高速发展及下游行业的强劲需求下，我国特种气体行业在2006年后进入快速发展阶段，年均增速达到17%以上。2011年，国内特种气体行业产值规模为296.88亿元，较上年增长22.15%；销售收入为297.52亿元，较上年增长21.64%，详《中国特种气体行业产销需求与投资预测分析报告》。

目前，国内共有特种气体生产企业150余家，多数企业生产规模较小。跨国企业已经在国内投资设立了众多合资或独资的气体公司，占国内销售气体产品市场份额的70%左右。外资通过收购、新设等方式建立气体公司，占据着行业主导地位。2010年，德国德林公司、法国液化空气集团、美国普莱克斯集团等设立的独资和合资企业以32.38%的企业数量占据着国内特种气体市场65.90%的销售市场和83.08%的利润市场。中国气体行业的竞争实质上是国际气体行业巨头与国内民族气体工业企业的竞争。

特种气体门类繁多，通常可区分为电子气体、标准气、环保气、医用气、焊接气、杀菌气等，广泛用于电子、电力、石油化工、采矿、钢铁、有色金属冶炼、热力工程、生化、环境监测、医学研究及诊断、食品保鲜等领域。

2018 年全球集成电路用电子气体的市场规模达到 45.12 亿美元，同比增长 16%，中国集成电路用电子特气的市场规模约 4.89 亿美元。半导体用电子特气行业增速高，庞大的市场规模，让电子特气的国产替代计划全面加速！

什么是电子特气呢？电子气体是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体。

通常半导体生产行业，将气体划分成常用气体和特殊气体两类。其中，常用气体指集中供给而且使用非常 多的气体，比如 N2、H2、O2、Ar、He 等。特种气体指半导体生产环节中，比如延伸、离子注进、掺和、洗涤、遮掩膜形成过程中使用到一些化学气体，也就是我们现在所说的电子特气，比如高纯度的 SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2等，

电子特气按其本身化学成分可分为：硅系、砷系、磷系、硼系、金属氢化物、卤化物和金属烃化物七类。按在集成电路中不同应用途径可分为掺杂用气体、外延用气体、离子注入气、发光二极管用气、刻蚀用气体、化学气相沉积气和平衡气。在半导体工业中应用的有110余种单元特种气体，其中常用的有超过30种。

除了半导体产业，电子特气广泛应用于太阳能电池、移动通讯、 汽车 导航及车载音像系统、航空航天、军事工业等诸多领域，所以也被称为电子工业的“血液”。

可以说，如果想要发展半导体产业，电子特气不可或缺。电子特气贯穿半导体各步工艺制程，尤其在半导体薄膜沉积环节发挥不可取代的作用，是形成薄膜的主要原材料之一。又决定了集成电路的性能、集成度、成品率，特气若不合格轻则导致产品严重缺陷，重则导致整条生产线被污染乃至全面瘫痪。

在半导体领域，电子特气在半导体制造的材料成本中占比高达 13%，是仅次于硅片的第二大材料。之所以成本如此高，是因为电子特气的技术难度不低。

电子特气对纯度的要求很高，因为纯度如果没有达到要求的话，电子特气中水汽、氧等杂质组就容易使半导体表面生成氧化膜，影响电子器件的使用寿命，而电子特气中含有的颗粒杂质会造成半导体短路及线路损坏。可以说纯度的提高，对电子器件生产的良率和性能起到了至关重要的作用。

伴随半导体工业的不断发展，芯片制程不断提高，如今已经做到了5nm，快要逼近摩尔定律的极限，,相当于头发丝直径(约为0.1毫米)的二万分之一。所以这也对半导体生产的电子特气纯度亦提出了更高的要求。

电子特气纯度提升的影响因素主要包括“气体的分离和提纯”、“气体杂质检测和监控”、“气体的运输和储存”三个方面，以“气体的运输和储存”为例，高纯特气在储存和运输过程中要求使用高质量的气体包装储运容器、以及相应的气体输送管线、阀门和接口，确保避免二次污染，而且一些电子特气还具有自燃性、腐蚀性、毒性等，所以运输和存储都要特别小心。

目前全球特气市场包括美国空气化工、普莱克斯、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸株式会社等公司占据了全球电子特气90%以上的市场份额。国内市场也被这几大企业控制了85%的份额。

随着中国对半导体产业的扶持加大，芯片国产化率的不断提高，电子特气也要跟上步伐，能够做到自给自足。

以昊华 科技 为例，是国内唯一具有4N高纯硒化氢产品研制及批量生产能力的企业。高纯硒化氢产品填补了国内空白,指标达到国外先进水平。此外,它们企业的特种气体产品还包括绿色四氧化二氮、高纯硫化氢、二氧化碳-环氧乙烷混合气(熏蒸剂)、标准混合气体等。昊华 科技 与韩国大成合作建设的 2,000 吨/年三氟化氮项目，广泛应用于蚀刻、清洗、 离子注入等半导体生产工艺。

目前，昊华 科技 部分产品已实现 进口替代。公司工业级六氟化硫国内市占率约为 30%，电子级六氟 化硫市占率约为 70%，三氟化氮市占率约为 30%。

但目前的难题是，电子特气种类太多，如果要全部做到高端化，难度比较高，目前也缺乏领军型的企业。

2014年，国家集成电路产业投资基金成立，首期募集资金规模达1387亿元。基金二期募资于2019年完成，募资2000亿，也就是目前中国共募资3387亿，对设备制造、芯片设计和材料领域加大投资。

中国也立下了宏伟目标，明确提出在2020年之前，90-32nm设备国产化率达到50%，2025年之前，20-14nm设备国产化率达到30%，而国产芯片自给率要在2020年达到40%，2025年达到70%。

国家目前也开始对电子特气领域进行投资扶持，可以说随着中国对半导体产业的不断重视，国产全面替代计划终会成功！

氦气 He1.别名·英文名 Helium． 2.用途 用于超低温研究、气相分析、焊接、探漏、化学气相淀积、晶体生长、等离子干刻、特种混合气等，用作标准气、平衡气、医疗气、气球电子管潜水服等的充气。 3.制法 ①从天然气中分离。 ②从空气中分离。 ⑧从某些放射性矿物中提取。 4.理化性质 分子量： 4.0026 熔点(2555kPa)：-272.1℃ 沸点(101.325kPa)：-268.94℃ 液体密度(4.20K，100.312kPa)： 125.2kg/m3 气体密度(0℃，101.325kPa)：-0.1785 kg/m3 相对密度(气体，0℃，101.325kPa)：0.138比容(21.1℃，101.325kPa)：6.0304 m3/kg气液容积比(15℃，100kPa)：748 L/L临界温度：-268.0℃临界压力：229 kPa临界密度：69.3 kg/m3压缩系数： 温度 ℃压缩系数100kPa1000kPa1 0000kPa15501.00051.00041.00491.00431.04871.0429熔化热(1.2K，2555kPa)：0.0836kJ/kg 气化热(-268.926℃，101.325kPa)：20.42 kJ/kg 比热容(气体，25℃，101.325kPa)：Cp=5238.3 J/(kg·K) Cv=3213.7J/(kg·K) 比热比(气体，25℃，101.325kPa)：Cp/Cv=1.63 蒸气压(0.5K)： 0.0000022kPa(2.0K)： 3.17kPa(5.0K)： 197.1 kPa 粘度(0℃，101.325kPa)：0.01864 mPa·S (液体，3.0K)：0.0033 mPa·S 表面张力(4.2K)：0.096 mN/m 导热系数(0℃，101.325kPa)：0.1426 W/(m·K)(液体，2.4K)：0.01883 W/(m·K)折射率(气体，0℃，101.325kPa)： 1.000035 氦在常温常压下为无色无臭无味无毒的惰性气体。不燃烧。微溶于水和有机溶剂。在压力为101.325kPa时水中的溶解度为0.00901 ml/g(0℃)、0.00834 ml/g(30℃)、0.00887 ml/g(60℃)。20℃，101.325kPa时，在一些有机溶剂中的溶解度为，甲醇中31.3ml/1，乙醇中28.1ml/1，丙酮中30.9ml/1，苯中18.0ml/l。氦是仅次于氢的轻气体，易扩散和渗透，化学性质稳定，因此，常用它作探漏气体。 5.毒性·安全防护 氦本身无毒，但在高浓度时有窒息作用。窒息症状见氩项。吸人体内的氦气以原形排出。氦在体液及血液中有同在水中相同的溶解度，但是，氦的溶解度远不如氮。因此，与氮相比，其麻醉性较弱。液氦容器主要采用不锈钢材料。含氦废气可直接排入大气。

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