前言:
在先进制程从7nm向3nm乃至2nm持续微缩、3D NAND堆叠层数从128层向400层以上垂直攀升的驱动下,八氟丙烷以其对氧化硅介电层的优异刻蚀速率和良好选择比,在逻辑芯片、存储芯片的多重曝光与侧墙工艺中扮演着不可替代的角色。当前,全球八氟丙烷市场正经历深刻的结构性变化:需求端,半导体产业以超过65%的份额构筑核心基本盘,AI算力需求的爆发式增长进一步放大需求弹性,显示面板与光伏领域提供多维度托底支撑;供给端,全球市场长期由液化空气、林德气体、默克集团等国际巨头主导的格局正迎来松动,以中船特气、华特气体、齐氟新材料、四川中氟能等为代表的国内企业加速产能布局与技术突破,国产替代正从初步破冰走向规模化追赶。
1、八氟丙烷:半导体器件制作过程中的等离子刻蚀气和清洗气
八氟丙烷(Octafluoropropane,C₃F₈),又称全氟丙烷、R218,是丙烷分子中八个氢原子全部被氟原子取代后形成的含氟化合物,化学性质极为稳定、不易燃、无毒无臭。
八氟丙烷纯化方法
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方法 |
备注 |
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精馏法 |
应用最多;国内山东东岳高分子材料有限公司、佛山市华特气体有限公司等使用的为该方法;难以分离沸点接近的杂质或共沸化合物,萃取精馏装置成本高并且工艺复杂。 |
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吸附法 |
吸附法纯化难度大;日本和英国的一些企业对吸附法进行了研究和应用,如日本昭和电工株式会社、日本NipponOxygen株式会社、英尼奥斯弗罗控股有限公司等。 |
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杂质转化法 |
主要是通过化学反应,将八氟丙烷中难分离杂质转化为易分离杂质。 |
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膜分离法 |
膜分离法利用膜的选择性,实现混合物中的不同组分的分离、纯化、浓缩。 |
资料来源:观研天下整理
从产业链来看,八氟丙烷行业上游涵盖萤石矿开采、氢氟酸制备、六氟丙烯合成等基础原料;中游为C₃F₈的合成、提纯与分装供气环节,涉及低温精馏、膜分离等核心工艺;下游主要应用于半导体制造(占比超65%)、显示面板、光伏等领域。
八氟丙烷行业产业链图解
资料来源:观研天下整理
2、多领域应用为托底支撑,全球八氟丙烷行业需求持续释放
根据观研报告网发布的《中国八氟丙烷行业发展趋势研究与投资前景预测报告(2026-2033年)》显示,半导体产业作为八氟丙烷最核心的应用市场(占比超过65%),正从逻辑芯片、3D NAND和DRAM三大方向持续拉动需求增长—— 在逻辑芯片领域,7nm及以下先进制程中多重曝光和侧墙工艺的大量使用显著增加了介电层刻蚀频次,八氟丙烷因能提供优异的刻蚀形貌和选择比而广泛应用;在3D NAND领域,存储芯片堆叠层数从128层向300层及以上持续演进,刻蚀工艺难度和复杂度大幅提升,对高选择比、高深宽比刻蚀气体的需求激增;在DRAM领域,制程持续微缩也稳步推高了高精度刻蚀气体的需求。
全球主要存储芯片厂商3D NAND堆叠层数演进一览
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厂商 |
已量产/商用层数 |
在研/规划层数 |
关键时间节点与技术亮点 |
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三星 |
176层(V7)、236层(V8) |
300层以上(V9)、430层(V10,计划中) |
2024年量产236层V8;2025-2026年推进300层+;V10目标超400层,持续引领层数竞赛 |
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SK海力士 |
176层(V7)、238层(V8) |
321层(V9)、370层+ |
2023年量产238层;2025年推出321层产品,创当时业界最高层数纪录;持续向370层以上推进 |
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铠侠/西部数据 |
162层(BiCS6)、218层(BiCS8) |
284层(BiCS10)、300层+ |
采用独特的分栅式架构,BiCS8跳过200层区间;2025-2026年推进BiCS10及更高层数 |
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美光 |
176层、232层 |
300层+ |
2022年率先量产232层,跳过200层区间直接冲击更高层数;300层+产品在研中 |
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长江存储 |
128层(X2)、232层(X3-9070) |
300层+(在研) |
凭借创新的Xtacking晶栈架构实现快速追赶;2023年量产232层产品,稳步向300层以上推进 |
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旺宏电子 |
48层、96层(主攻SLC/MLC) |
192层(规划中) |
聚焦利基型存储市场,层数演进节奏相对稳健 |
资料来源:观研天下整理
与此同时,AI算力需求的爆发式增长正显著放大这一需求弹性—— 在AI芯片需求激增的驱动下,含氟特气在蚀刻、成膜、清洗环节的不可替代性愈发凸显,全球八氟丙烷市场规模预计将持续增长,下游旺盛需求有望带动相关产品价格和行业盈利中枢上行,国产化替代进程正加速推进。
此外,八氟丙烷等含氟特气广泛服务于半导体芯片、显示面板、光伏的生产制造,在蚀刻、成膜、清洗等工序中发挥着重要作用, 下游多领域需求快速增长形成共振效应,进一步夯实了需求的广度与韧性。
含氟特气在半导体芯片、显示面板、光伏的生产制造应用情况
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含氟特气品种 |
半导体(集成电路) |
显示面板 |
光伏 |
核心工艺环节 |
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三氟化氮(NF₃) |
大规模集成电路等离子刻蚀与CVD腔体清洗;蚀刻速率优异,不留残留物 |
液晶面板(LCD)加工中的蚀刻剂和清洗剂 |
太阳能电池制造中的蚀刻和清洗气体,用于清洁PECVD腔体;非晶硅薄膜电池成膜腔体清洗 |
刻蚀、清洗 |
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六氟化钨(WF₆) |
CVD工艺核心前驱体,用于沉积钨金属薄膜;应用于逻辑芯片接触孔填充、DRAM互连、3DNAND字线金属化;是目前唯一可大规模量产的前驱体 |
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成膜(CVD) |
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六氟丁二烯(C₄F₆) |
新一代蚀刻气体,主要应用于半导体制程刻蚀环节;尤其适用于3DNAND和先进制程的高精度蚀刻;蚀刻速率快、高深宽比、高选择性 |
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— |
刻蚀 |
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六氟乙烷(C₂F₆) |
半导体干法刻蚀气体和CVD腔体清洗剂;用于蚀刻微细线路图案 |
显示面板制造中的干法刻蚀气体和CVD腔体清洗剂;应用于OLED、Micro-LED的蒸镀腔体清洗和薄膜刻蚀 |
光伏产业刻蚀与清洗 |
刻蚀、清洗 |
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六氟化硫(SF₆) |
集成电路蚀刻和腔室清洁气体 |
TFT-LCD面板的清洗和蚀刻工艺;国内平板显示领域市占率超60% |
光伏电池生产中的蚀刻和腔室清洁;太阳能电池加工中去除切割损伤及氧化物蚀刻 |
刻蚀、清洗 |
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八氟环丁烷(C₄F₈) |
DRIE工艺中的钝化气体,与SF₆交替使用形成“刻蚀-钝化”循环;用于二氧化硅和硅层的等离子蚀刻;在3D NAND和逻辑芯片高纵深结构制造中至关重要 |
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刻蚀、钝化 |
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八氟丙烷(C₃F₈) |
等离子蚀刻材料,可选择性与硅片金属基质作用;用于超大规模集成电路等离子刻蚀;与氧气混合用于半导体表面清洗;纯度可达5N5,应用于LOGIC/DRAM/3DNAND |
液晶屏等大型集成电路制造中的等离子刻蚀 |
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刻蚀、清洗 |
资料来源:观研天下整理
3、海外巨头主导,我国八氟丙烷行业国产企业初步突破,替代空间大
从全球格局来看,八氟丙烷(C₃F₈)市场长期由液化空气、林德气体、默克集团、Resonac、关东电化、大阳日酸等国际巨头主导,这些企业凭借数十年技术积累和全球供应链布局,在全球市场中占据主导地位;从产品结构看,高纯八氟丙烷主要分为3N、4N、5N三大类别,其中5N级产品在先进制程中应用最为广泛,从下游应用看,半导体蚀刻是最大的应用领域,其次是半导体制造设备清洁。
聚焦中国市场,八氟丙烷正处于“初步突破、替代空间大”的阶段,国内能够实现有效量产的企业数量仍然较少,但以中船特气、华特气体、齐氟新材料、四川中氟能等为代表的企业正加速产能扩张和技术突破,国产替代进程正稳步推进。由此可见,全球巨头主导高端市场、中国企业从初步突破走向规模化追赶,八氟丙烷的全球竞争格局正迎来深刻重塑。
我国八氟丙烷市场主要企业布局
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企业 |
八氟丙烷布局 |
关键特征 |
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中船特气(688146) |
量产八氟丙烷等高纯氟碳气体 |
国内最早实现电子特气产业化的企业之一;2026年1月年产100吨八氟丙烷项目竣工;产品纯度可达5N5 |
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华特气体(688268) |
规划5N级八氟丙烷180吨/年 |
国内集成电路等离子蚀刻用高纯气体领军企业;江西基地规划300吨/年八氟丙烷;国内唯一通过ASML认证的气体企业 |
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齐氟新材料 |
规划100吨/年高纯电子级八氟丙烷 |
2026年7月环评受理;项目投资4500万元 |
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四川中氟能 |
规划300吨/年八氟丙烷生产线 |
年产13000吨高纯电子级气体项目,2023年环评获批 |
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山东东岳绿冷 |
规划100吨/年电子级八氟丙烷 |
2025年5月“500吨/年含氟电子特气项目”环评受理 |
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福建永晶科技 |
布局高纯八氟丙烷 |
国内高纯八氟丙烷市场参与者 |
资料来源:观研天下整理(WYD)
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