超高純度(UHP)氣體是半導體行業的命脈。隨著前所未有的需求和全球供應鏈中斷推高超高壓氣體的價格，新的半導體設計和制造實踐正在提高所需的污染控制水平。對于半導體制造商而言，能夠確保 UHP 氣體的純度比以往任何時候都更加重要。

超高純度氣體在半導體行業的重要性

超高純度 (UHP) 氣體在現代半導體制造中絕對至關重要。

UHP 氣體的主要應用之一是惰性化：UHP 氣體用于在半導體元件周圍提供保護氣氛，從而保護它們免受大氣中水分、氧氣和其他污染物的有害影響。然而，惰性化只是氣體在半導體工業中執行的許多不同功能之一。從初級等離子氣體到蝕刻和退火中使用的反應性氣體，超高壓氣體用于許多不同的目的，并且在整個半導體供應鏈中都是必不可少的。

半導體工業中的一些“核心”氣體包括氮氣（用作通用清洗和惰性氣體）、氬氣（用作蝕刻和沉積反應中的主要等離子氣體）、氦氣（用作具有特殊熱量的惰性氣體-轉移特性）和氫（在退火、沉積、外延和等離子清洗中起多種作用）。

隨著半導體技術的發展和變化，制造過程中使用的氣體也發生了變化。如今，半導體制造廠使用的氣體范圍很廣，從氪和氖等惰性氣體到三氟化氮 (NF 3 )、六氟化鎢 (WF 6 ) 等活性物質。

對純度的需求日益增加

自從第一個商用微芯片發明以來，全世界都見證了半導體器件的性能以驚人的接近指數的速度增長。在過去的五年中，實現這種性能改進的最可靠方法之一是通過“尺寸縮放”：減小現有芯片架構的關鍵尺寸，以便將更多晶體管擠入給定空間。除此之外，新芯片架構的開發和尖端材料的使用已經在設備性能方面產生了飛躍。

今天，尖端半導體的關鍵尺寸現在非常小，以至于尺寸縮放不再是提高器件性能的可行方法。相反，半導體研究人員正在尋找新型材料和 3D 芯片架構形式的解決方案。

數十年不懈的重新設計意味著今天的半導體設備比舊的微芯片強大得多——但它們也更加脆弱。300 毫米晶圓制造技術的出現提高了半導體制造所需的雜質控制水平。即使是制造過程中最輕微的污染（尤其是稀有或惰性氣體）也可能導致災難性的設備故障——因此，氣體純度現在比以往任何時候都更加重要。

對于典型的半導體制造廠來說，超高純度氣體已經是僅次于硅本身的最大材料費用。隨著對半導體的需求飆升至新的高度，預計這些成本只會增加。歐洲的事件對緊張的超高壓天然氣市場造成了額外的破壞。烏克蘭是世界上最大的高純度霓虹燈出口國之一；俄羅斯的入侵意味著這種稀有氣體的供應正在受到限制。這反過來又導致氪和氙等其他惰性氣體的短缺和價格上漲。