半导体配套治理需求、环节及壁垒分析

半导体治理直接参与制程保障产品良率，为制程刚性需求。

半导体产业链包括上游半导体支撑产业（材料与设备）、中游半导体制造产业、下 游半导体应用产业。制作工序包括设计、制造、封装和测试等环节，制造过程对生产环 境的洁净程度有较高要求；同时，制造过程产生的废水、废气、废渣也需要进行处理， 由此带来半导体配套治理需求。半导体配套治理具体包括：1）设备类：洁净室过滤设 备、臭氧发生设备、废气/废水/废渣治理设备；2）耗材类：洁净室过滤器、电子特气。

洁净室过滤设备：洁净室将一定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌 等污染物排除，集成电路制造过程中的单晶硅片制造、IC 制造及封装都需要在 洁净室中完成。洁净室内需要安装过滤设备以保障生产环境的洁净程度，过滤 器存在使用周期，过滤效果减弱后需要替换，从而带来过滤器设备新建以及后 续替换需求。

废气治理：废气产生于涂覆、显影、蚀刻、剥离、清洗等环节，分为酸性废气、 碱性废气、有机废气和工艺尾气。酸性废气、碱性废气、有机废气分别进入到 对应的处理系统处理后排放，而工艺尾气需要与生产工艺同步进行收集、治理 和排放。工艺尾气产生于热氧化、CVD、光刻曝光、干法刻蚀、离子注入等工 序，首先经过安装于半导体工厂生产设备侧的源头处理装置L/S（local scrubber）， 处理集成电路生产制造过程中产生的有毒有害气体之后，再进入对应的处理系 统处理后排放，带来废气治理系统及设备需求。

臭氧发生设备：臭氧发生器传统用途为生活&工业污水处理、烟气治理。随着 臭氧产品性能提升，臭氧发生器下游应用持续扩张，进入半导体清洗领域。清 洗是贯穿半导体产业链的重要工艺环节，用于去除半导体硅片制造、晶圆制造 和封装测试中每个步骤可能存在的杂质，确保芯片良率与产品性能。当前在光 刻、刻蚀、沉积等重复性工序后均设置了清洗工序，带来臭氧发生器需求。

电子特气：晶圆制造材料中的第二大耗材，电子产品制程工艺中的外延、化学 气相沉积、离子注入、掺杂、刻蚀、消洗、掩蔽膜生成等前道工序都依赖于电 子气体，带来电子特气的持续消耗需求。

废水&废渣治理：废水&废渣产生于清洗、光刻、刻蚀、抛光、检测环节，治 理以满足环保要求为标准，一般进入对应的处理系统进行后端处置或交由有专 业资质的单位进行处理，部分废弃物通过回用带来经济效益。

洁净室等级直接影响电子半导体产品良率。集成电路产业链几乎所有的主要环节， 如单晶硅片制造和 IC 制造及封装都需要在洁净室中完成，且随着技术的进步，集成电 路对洁净度的要求越来越高。一般而言，当微粒尺寸达到集成电路节点一半大小时就成 为了破坏性微粒，对集成电路的制造产生影响。比如，14 纳米工艺中 7 纳米的微粒就会 影响制造过程。随着集成电路的工艺越来越高，目前 3 纳米的工艺已经开始研发，对于 洁净室工程技术提出越来越高的要求。 废气治理参与集成电路生产制程，关系到产品良率。工艺废气需要与生产工艺同步 进行收集、治理和排放，废气治理系统及设备是客户生产工艺不可分割的组成部分，其 安全稳定性直接关系到产能利用率、产品良率、员工职业健康及生态环境。1）影响产能 利用率：泛半导体生产工艺是高度自动化的连续工序，当工艺废气治理系统发生故障， 未能同步对工艺废气进行收集、治理和排放时，会导致连续工序中断，直接影响产能利 用率。2）影响产品良率：泛半导体生产工艺精密度极高，对生产环境的洁净度要求严格，生产过程均在高等级洁净室内进行。工艺废气自工艺设备进入工艺排气管道后，如 因工艺废气治理系统故障导致负压不稳定，或者工艺排气管道泄漏，致使洁净室内空气 环境改变，可能导致产品良率下降乃至报废。

洁净室具备技术&客户认证壁垒。洁净等级可分为 9 级，半导体产业要求最高。半 导体集成电路的核心区域洁净等级要求在 ISO3 级-ISO4 级；其他电子产品如液晶显示 屏、光导纤维、光伏和微机电等则根据细分产品不同需求在 ISO4 级-ISO8 级；医疗医药 行业要求在在 ISO4 级-ISO8 级；仪器仪表、精细化工行业要求在 ISO5 级-ISO6 级。洁 净室与生产过程结合紧密，下游客户对生产稳定性十分注重，提高了合格供应商的进入 门槛和供应商更换风险，客户认证层面的高壁垒彰显价值。

半导体废气组分复杂技术要求更高，客户认证壁垒彰显价值。与传统大气污染相比， 《电子工业污染物排放标准》对电子工业相关大气污染物提出了更高的排放要求，体现 在排放限值更严格&管控的污染物种类更多；同时，工艺废气治理系统和下游客户生产 过程结合更为紧密，出于生产稳定性的考虑，客户认证层面的高壁垒彰显价值。

半导体用臭氧发生器技术要求更高。臭氧发生器传统用途为生活&工业污水处理、 烟气治理。随着臭氧产品性能提升，臭氧发生器下游应用持续扩张，进入半导体清洗领 域。半导体用臭氧发生器对于臭氧的浓度、清洁度、自动化程度、稳定性都提出了远高 于传统领域用臭氧发生器的要求，技术壁垒更高。

半导体技术迭代，催发特气行业要求提升。伴随下游芯片制造技术的发展，对于气 体的杂质过滤、质量稳定等要求也有更为严格的标准，如 10nm 以下的先进制程芯片所 用气体需要达到 6N 级(99.9999%)甚至更高纯度；逻辑芯片从 28nm 到 7nm，产品的金 属杂质须下降 100 倍，污染粒子的体积须缩小 4 倍。而气体纯度每提升一个 N 级别，粒子、金属杂质含量每降低一个数量级，都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。特气的 杂质会导致半导体芯片中的致命缺陷，则会严重影响芯片良率从而降低芯片产量。因此， 特种气体供应商必须在制造阶段、交付阶段、气体传输系统和工艺室中减少杂质含量。 除了对气体供应商的技术与工艺水平具备高要求，新兴行业客户通常需要定制化、一站 式服务，倾向于多品种、小批量、高频次运送的气体，也考验着气体供应商如产品种类 多样化、物流配送能力、需求快速响应的经营能力。