ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (UHP) เป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากความต้องการที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกทำให้ราคาของก๊าซแรงดันสูงพิเศษสูงขึ้น การออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ใหม่และแนวทางปฏิบัติด้านการผลิตจึงเพิ่มระดับการควบคุมมลพิษที่จำเป็น สำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ความสามารถในการรับประกันความบริสุทธิ์ของก๊าซ UHP มีความสำคัญมากกว่าที่เคย

ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (UHP) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่

การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของก๊าซ UHP คือการเฉื่อย: ก๊าซ UHP ถูกใช้เพื่อสร้างบรรยากาศการป้องกันรอบๆ ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นจึงช่วยปกป้องส่วนประกอบเหล่านี้จากผลกระทบที่เป็นอันตรายของความชื้น ออกซิเจน และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ในบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ความเฉื่อยเป็นเพียงหนึ่งในฟังก์ชันต่างๆ มากมายที่ก๊าซดำเนินการในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่ก๊าซพลาสมาปฐมภูมิไปจนถึงก๊าซที่เกิดปฏิกิริยาที่ใช้ในการแกะสลักและการหลอม ก๊าซแรงดันสูงพิเศษถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันมากมาย และมีความสำคัญตลอดห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์

ก๊าซ "แกนกลาง" บางส่วนในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยไนโตรเจน(ใช้เป็นน้ำยาทำความสะอาดทั่วไปและก๊าซเฉื่อย)อาร์กอน(ใช้เป็นก๊าซพลาสม่าปฐมภูมิในปฏิกิริยาการกัดและการสะสม)ฮีเลียม(ใช้เป็นก๊าซเฉื่อยที่มีคุณสมบัติถ่ายเทความร้อนเป็นพิเศษ) และไฮโดรเจน(มีบทบาทหลายอย่างในการหลอม การสะสม การทำความสะอาดเยื่อบุผิว และการทำความสะอาดพลาสมา)

เนื่องจากเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์มีการพัฒนาและเปลี่ยนแปลง ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการผลิตก็เช่นกัน ปัจจุบัน โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ใช้ก๊าซหลายประเภท ตั้งแต่ก๊าซมีตระกูล เช่นคริปทอนและนีออนไปยังสายพันธุ์ที่เกิดปฏิกิริยาเช่นไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ (NF 3 ) และทังสเตนเฮกซาฟลูออไรด์ (WF 6 )

ความต้องการความบริสุทธิ์เพิ่มมากขึ้น

นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ไมโครชิปเชิงพาณิชย์ตัวแรก โลกได้เห็นประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นเกือบเท่าทวีคูณ ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา หนึ่งในวิธีที่แน่นอนที่สุดในการบรรลุผลการปรับปรุงประสิทธิภาพประเภทนี้คือผ่าน "การปรับขนาด": การลดขนาดที่สำคัญของสถาปัตยกรรมชิปที่มีอยู่เพื่อบีบทรานซิสเตอร์ให้มากขึ้นลงในพื้นที่ที่กำหนด นอกจากนี้ การพัฒนาสถาปัตยกรรมชิปใหม่และการใช้วัสดุที่ล้ำสมัยยังส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ก้าวกระโดดอีกด้วย

ปัจจุบัน ขนาดที่สำคัญของเซมิคอนดักเตอร์ที่ล้ำสมัยมีขนาดเล็กมากจนการปรับขนาดไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อีกต่อไป นักวิจัยด้านเซมิคอนดักเตอร์กำลังมองหาวิธีแก้ปัญหาในรูปแบบของวัสดุใหม่และสถาปัตยกรรมชิป 3 มิติ

ทศวรรษของการออกแบบใหม่อย่างไม่เหน็ดเหนื่อยทำให้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพมากกว่าไมโครชิปในสมัยก่อนมาก แต่ก็เปราะบางกว่าเช่นกัน การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการผลิตแผ่นเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ได้เพิ่มระดับการควบคุมสิ่งเจือปนที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ แม้แต่การปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยในกระบวนการผลิต (โดยเฉพาะก๊าซหายากหรือก๊าซเฉื่อย) ก็อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่เป็นภัยพิบัติได้ ดังนั้น ความบริสุทธิ์ของก๊าซจึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคย

สำหรับโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษถือเป็นต้นทุนวัสดุที่ใหญ่ที่สุดรองจากซิลิคอนเอง ต้นทุนเหล่านี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความต้องการเซมิคอนดักเตอร์เพิ่มสูงขึ้นใหม่ เหตุการณ์ต่างๆ ในยุโรปได้ก่อให้เกิดการหยุดชะงักเพิ่มเติมต่อตลาดก๊าซธรรมชาติแรงดันสูงพิเศษที่ตึงเครียด ยูเครนเป็นหนึ่งในผู้ส่งออกที่มีความบริสุทธิ์สูงรายใหญ่ที่สุดในโลกนีออนสัญญาณ; การรุกรานของรัสเซียส่งผลให้อุปทานก๊าซหายากมีจำกัด สิ่งนี้นำไปสู่การขาดแคลนและราคาที่สูงขึ้นของก๊าซมีตระกูลอื่น ๆ เช่นคริปทอนและซีนอน.