目前世界半導(dǎo)體工業(yè)中心正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，然而發(fā)達(dá)國(guó)家將電子氣體，特別是一些關(guān)鍵氣體產(chǎn)品作為敏感電子化工材料，一直對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖。因此，大規(guī)模集成電路（IC）的國(guó)產(chǎn)化被列為我國(guó)“十一五”中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，亟待電子氣體配套支持。
      全國(guó)特種氣體信息中心常務(wù)理事長(zhǎng)、大連光明化工研究設(shè)計(jì)院總工孫福楠教授在“2008中國(guó)工業(yè)氣體行業(yè)發(fā)展高峰論壇”上透露，中國(guó)最近進(jìn)口硅烷（SiH4）、四氟化碳（CF4）、砷烷（AsH3）、氦（He）等氣體的價(jià)格一路上漲，論克出售的氣體產(chǎn)品成噸進(jìn)口，市場(chǎng)出現(xiàn)了有價(jià)無(wú)貨甚至脫銷的局面。孫福楠教授指出，缺乏電子氣體原料的IC制造業(yè)正面臨無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)。如果電子氣體全部依賴進(jìn)口的話，將直接影響到我國(guó)的電子材料產(chǎn)業(yè)安全。大規(guī)模集成電路要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，首先要實(shí)現(xiàn)電子氣體的國(guó)產(chǎn)化。

電子氣體依賴進(jìn)口
制約IC發(fā)展

      電子氣體是IC產(chǎn)業(yè)最基本的材料，被稱為半導(dǎo)體的糧食、血液。電子氣體有上百種，目前國(guó)內(nèi)最稀缺的主要有硅烷、砷烷等。最近幾年我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)需要的電子氣體數(shù)量猛增，但一直依賴進(jìn)口，導(dǎo)致電子氣體成為IC發(fā)展的瓶頸。
      硅烷是電子氣體家族中用途十分廣泛的重要?dú)怏w，同其他硅源化合物相比，因獨(dú)具許多特性而被優(yōu)先使用。但硅烷化學(xué)活性很強(qiáng)，易燃、有毒，制造難度大，價(jià)格昂貴。各國(guó)科學(xué)家一直試圖尋找硅烷替代品，但收效甚微。
      我國(guó)的硅烷市場(chǎng)需求有幾百噸，但只有5噸的生產(chǎn)規(guī)模。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)硅烷價(jià)格論克賣，每克2.8元，而訂單都是以噸為計(jì)量單位。硅烷的制造技術(shù)被幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握，其中最有代表性的UCC（美國(guó)聯(lián)合碳化物公司）工藝是目前普遍采用的方法。小松電子法也是一種制造工藝，同UCC法相比，技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，投資較小，適合小規(guī)模的間歇生產(chǎn)，產(chǎn)品純度指標(biāo)也不錯(cuò)，完全可以滿足太陽(yáng)能領(lǐng)域?qū)柰橘|(zhì)量的要求。小松電子法的致命弱點(diǎn)是產(chǎn)量不易提高。
      由于砷烷具有劇毒性，造成進(jìn)口不利，其市場(chǎng)價(jià)格已經(jīng)達(dá)到每克10元人民幣以上。目前能制造砷烷的國(guó)家為數(shù)不多。我國(guó)有許多廠過(guò)去曾開(kāi)展過(guò)砷烷的生產(chǎn)，相信新工藝會(huì)對(duì)烷類氣體技術(shù)的突破起到重大推動(dòng)作用。

超純、超凈、超前是發(fā)展方向

      氣體的質(zhì)量對(duì)芯片制造可謂生死攸關(guān)。孫福楠教授透露，超純、超凈、超前是電子氣體發(fā)展的方向。
      國(guó)外在提純方面的終極目標(biāo)是將硅烷、砷烷的水、氧氣脫除到10－9的數(shù)量級(jí)。如日本、俄羅斯的專利技術(shù)是用高度活性的金屬同砷烷中的痕量水、氧氣反應(yīng)，達(dá)到氣體凈化的目的。國(guó)產(chǎn)硅烷、砷烷所用的原料同國(guó)外差別很大，如國(guó)產(chǎn)無(wú)水液氨含有或積累大量的有機(jī)物，易導(dǎo)致電子氣體產(chǎn)生雜質(zhì)。
      我國(guó)近幾年在自動(dòng)控制、設(shè)備加工制造領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步很快,尤其是低溫精餾技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，對(duì)硅烷、砷烷的提純十分有利。采用小松電子法生產(chǎn)的粗品硅烷，所含的雜質(zhì)比較明確，若合成后再經(jīng)過(guò)二次甚至多次凈化，其質(zhì)量完全可以滿足太陽(yáng)能技術(shù)的質(zhì)量要求。
      目前國(guó)際社會(huì)針對(duì)氣體安全及環(huán)境保護(hù)的呼聲很高，我國(guó)電子氣科研工作者對(duì)硅烷、砷烷等毒性氣體的安全環(huán)保必須給予超前的高度重視。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的大量廢氣可以采用傳統(tǒng)的濕法技術(shù)，進(jìn)行初步的無(wú)害處理。剩余痕量氣體可采用燃燒、裂解等工藝進(jìn)行深度的解毒處理。目前國(guó)內(nèi)在干法解毒方面已經(jīng)解決了關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。隨著技術(shù)不斷完善，該方法將日趨成熟。

電子氣體國(guó)產(chǎn)化完全可行

      同工業(yè)氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體相比，我國(guó)電子氣體處于起步期。國(guó)內(nèi)電子氣體制造和應(yīng)用水平同國(guó)外相比盡管差距很大，但已完全具備了電子氣體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的先決條件。
      我國(guó)擁有許多三氯硅烷（SiHCl3）生產(chǎn)廠，若將其中一部分SiHCl3進(jìn)行歧化反應(yīng)，制造硅烷、二氯硅烷（SiH2Cl2）產(chǎn)品是完全有可能的。我國(guó)早在20世紀(jì)70年代就已開(kāi)展了SiHCl3合成、凈化、分析等領(lǐng)域的系列研究，并形成規(guī)?；纳a(chǎn)，最近兩年在四川、洛陽(yáng)、宜昌等地先后投入巨資開(kāi)工建設(shè)新廠。這為我國(guó)采用UCC法生產(chǎn)硅烷提供了極大的可能性。最近幾年，我國(guó)對(duì)低沸點(diǎn)氣體的精餾分離技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為精餾分離提純硅烷提供了可能。
      孫福楠教授呼吁，政府在產(chǎn)業(yè)布局上應(yīng)兼顧IC產(chǎn)業(yè)鏈條的培育和形成，在專注IC發(fā)展的同時(shí)，通過(guò)政府支持、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相結(jié)合的方式，在短時(shí)間內(nèi)徹底解決電子氣體依賴進(jìn)口的問(wèn)題。通過(guò)這些措施，真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)電子氣體的產(chǎn)業(yè)化是完全可能的?！吨袊?guó)化工報(bào)》2008.6.6 文/王亞麗