แผนการทดแทนก๊าซพิเศษอิเล็กทรอนิกส์ภายในประเทศได้รับการเร่งดำเนินการอย่างรอบด้านแล้ว!

ในปี 2018 ตลาดก๊าซอิเล็กทรอนิกส์สำหรับวงจรรวมทั่วโลกมีมูลค่าถึง 4.512 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพิ่มขึ้น 16% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า อัตราการเติบโตที่สูงของอุตสาหกรรมก๊าซพิเศษสำหรับอิเล็กทรอนิกส์สำหรับเซมิคอนดักเตอร์และขนาดตลาดที่ใหญ่มากได้เร่งแผนการทดแทนก๊าซพิเศษอิเล็กทรอนิกส์ภายในประเทศ!

ก๊าซอิเล็กตรอนคืออะไร?

ก๊าซอิเล็กทรอนิกส์ หมายถึง วัตถุดิบพื้นฐานที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ จอแสดงผลแบบแบน ไดโอดเปล่งแสง เซลล์แสงอาทิตย์ และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการทำความสะอาด การกัด การขึ้นรูปฟิล์ม การเจือสาร และกระบวนการอื่นๆ พื้นที่การใช้งานหลักของก๊าซอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซลล์แสงอาทิตย์ การสื่อสารเคลื่อนที่ ระบบนำทางในรถยนต์และระบบเสียงและวิดีโอในรถยนต์ อวกาศ อุตสาหกรรมทางทหาร และอีกหลายสาขา

ก๊าซพิเศษสำหรับอิเล็กทรอนิกส์สามารถแบ่งออกได้เป็น 7 ประเภทตามองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ ซิลิคอน อาร์เซนิก ฟอสฟอรัส โบรอน โลหะไฮไดรด์ เฮไลด์ และโลหะอัลคอกไซด์ นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งตามวิธีการใช้งานที่แตกต่างกันในวงจรรวมได้เป็น ก๊าซโดปปิ้ง ก๊าซเอพิแท็กซี ก๊าซฝังไอออน ก๊าซสำหรับไดโอดเปล่งแสง ก๊าซกัดกรด ก๊าซการตกตะกอนไอเคมี และก๊าซปรับสมดุล ปัจจุบันมีก๊าซพิเศษมากกว่า 110 ชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โดยมากกว่า 30 ชนิดเป็นก๊าซที่ใช้กันทั่วไป

โดยทั่วไป อุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบ่งก๊าซออกเป็นสองประเภท คือ ก๊าซทั่วไปและก๊าซพิเศษ ก๊าซทั่วไปหมายถึงก๊าซที่มีการจัดหาจากส่วนกลางและใช้ในปริมาณมาก เช่น N2, H2, O2, Ar, He เป็นต้น ส่วนก๊าซพิเศษหมายถึงก๊าซเคมีบางชนิดที่ใช้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น การขยายตัว การฉีดไอออน การผสม การล้าง และการขึ้นรูปมาสก์ ซึ่งปัจจุบันเราเรียกว่าก๊าซพิเศษทางอิเล็กทรอนิกส์ เช่น SiH4 ที่มีความบริสุทธิ์สูง, PH3, AsH3, B2H6, N2O, NH3, SF6, NF3, CF4, BCl3, BF3, HCl, Cl2 เป็นต้น

ในกระบวนการผลิตทั้งหมดของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่การเจริญเติบโตของชิปไปจนถึงการบรรจุอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย แทบทุกขั้นตอนล้วนขาดไม่ได้กับก๊าซพิเศษสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ และเนื่องจากก๊าซที่ใช้มีความหลากหลายและมีคุณภาพสูง จึงทำให้ก๊าซอิเล็กทรอนิกส์เปรียบเสมือน "อาหาร" ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญของจีน เช่น เซมิคอนดักเตอร์และแผงจอแสดงผล ได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก และมีความต้องการทดแทนการนำเข้าวัสดุเคมีอิเล็กทรอนิกส์สูง บทบาทของก๊าซอิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ อุตสาหกรรมก๊าซอิเล็กทรอนิกส์ภายในประเทศจึงมีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างรวดเร็ว

ก๊าซพิเศษสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์สูงมาก เพราะหากความบริสุทธิ์ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด กลุ่มสิ่งเจือปน เช่น ไอน้ำและออกซิเจนในก๊าซพิเศษสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำได้ง่าย ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอนุภาคสิ่งเจือปนในก๊าซพิเศษสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจทำให้เกิดการลัดวงจรของสารกึ่งตัวนำและความเสียหายต่อวงจรได้ กล่าวได้ว่าการปรับปรุงความบริสุทธิ์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อผลผลิตและประสิทธิภาพของการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการผลิตชิปจึงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และปัจจุบันได้มาถึงระดับ 5 นาโนเมตร ซึ่งใกล้จะถึงขีดจำกัดของกฎของมัวร์แล้ว ซึ่งเทียบเท่ากับหนึ่งในยี่สิบของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ (ประมาณ 0.1 มิลลิเมตร) ดังนั้นจึงทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับความบริสุทธิ์ของก๊าซพิเศษอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตจากเซมิคอนดักเตอร์