Page 34 - SiS_FebMar2018_eMag

封面故事
COVER STORY 稀有气体

回收 也因 LCD 技术的引入而昙花一现。 ASU 密集性行业（如钢铁和化学
由于稀有气体的惰性性质，在电 下面我们简单介绍一下电子市场 生产）的区域时，有时会出现地
子制造过程中，在化学变化或将其并 的需求，以及非常重要的非电子的应 理供应失衡的现象。
入成品中时，不会有所消耗。 因此它 用。 让我们用图 7 总结市场份额。 • 非电子 ： 广泛用于高温材料加工
们可以从工厂的废液流中回收，尽管 电子需求总数量
电子需求总数量
是被高度稀释和污染的。回收这些材
料的技术是简单的，可以将回收的产
物用于电子或其他应用中。 15% 90% 1% 7% 20%
然而，与大多数回收工艺一样，
回收还是采用新材料的选择取决于整个
氦气 氖气 氩气 氪气 氙气
供应链的相对成本。 只有非常大的使 图7. 各种稀有气体在电子应用需求总市场中的不同占比。
用的应用中才会进行成功的商业回收。 氦气 的惰性化（如不锈钢制造和用于
供应模式 • 电子 ： 电子应用中氦气需求量原 焊接的等离子体气体）使用。
稀有气体可使用各种气体和液体 本不到全球需求量 1% ，如今这 氪气
包装，如图 5 所示。 这些包装的范围 个使用量成倍增长，已经占到当 • 电子 ： 电子应用中的用途是作为
从小到几升气体容量的钢瓶大到通过 前市场需求的 15% 以上。一个工 DUV 准分子激光器和溅射中的共
道路运输的大宗液体槽罐车和通过海 厂的氦气总需求量每年可能超过 反应物，是需求量相对较小的气体。
3
上运输的可容纳几百万升气体产品的 200,000 m 。 • 非电子 ： 在非电子应用中，氪气
ISO 储罐。 • 非电子 ： 非电子应用包括金属生 被用作于玻璃窗之间的绝缘体。
从商业角度来说， 与大多数原材 产中的冷却和 MRI 扫描仪的应用， 氙气
料一样，运输成本直接与材料的价值 气超导磁体需要液氦来作为制冷 • 电子 ： 氙气作为高纵横比刻蚀增长
相关（图 6）。 由于大多数稀有气体 剂。 光纤制造业可使用氦气来作 剂长久以来在研发中被广泛应用，
都是稀缺资源，所以它们通常散布在 为冷却剂来加速制造工艺。 氙气还被大量商业化用于新型 3D
全球范围，并且每种气源通常独立在 氖气 半导体结构中的刻蚀工艺中。
一个地理位置处。 相对便宜的氩气 • 电子 ： 由于 DUV 激光平板印刷占 • 非电子 ： LED 的应用减少了卤素
是个例外，它可以在许多地方的大型 据主导地位，随着尖端芯片设计 照明中氙气的使用量，比过去三
空气分离装置（ASU）中生产。但是， 的复杂性推动而采用了多图案平 年减少了三分之一。 然而，作为
由于供应不平衡，所以它仅可以在区 板印刷技术，out-scale 晶片的使 非军事发射中的太空卫星推进剂
域内运输。 用使用率正在持续增长。新型显 的使用正在迅速增长，这正在替
示技术的激光退火和 lift-off 工艺 代照明作为需求的驱动力。
市场 将进一步加快需求。
由于电子和非电子市场的新的应 • 非电子 ： 引导标识应用的减少使 结论
用，所以稀有气体的过去几十年来需 得氖气的非电子应用需求减少， 很久以来稀有气体一直在空气
求大幅增长。虽然对这些材料的整体 从而降低了电子产品的供应。 中环绕着我们但未被我们察觉。直
需求已经呈现或多或少稳定的上升趋 氩气 到 Carl von Linde 发明了液化空气后，
势，但潜在的基础应用却发生了巨大 • 电子 ： 氩气是工厂中主要使用的 很快就发现了稀有气体。生产这些小
变化。例如，LED 照明的开发和迅速 惰性气体，因为其供应成本相对 宗气体需要先进的技术是稀有气体的
采用已经很快地消除了卤素照明和显 低廉。 随着工艺的复杂化，气使 资源采集和生产属于专业尖端领域。
示标识的市场。还有等离子显示屏作 用量有持续增长的趋势。当大的 空气分离装置（ASU）规模越来越大，
为阴极射线管电视的继承者，其市场 晶片或铸块工厂建造在一些缺乏 从商业盈利的角度可以实现稀有气体

32 2018年 2/3月 半 导体 芯 科 技 m.cazkreatif.com