随着半导体先进制程持续迭代，特种电子气体的供应链稳定性成为制约芯片制造关键因素。近期，用于先进半导体超临界清洗等工艺的电子级高纯度二氧化碳（CO₂）供应趋紧，库存跌破行业安全红线、产品价格持续上行，成为继氦气、无水氟化氢之后又一陷入供应危机的核心材料。
不同于常规工业气体，半导体级高纯二氧化碳高度依赖石化产业副产物供给，受全球地缘局势、上游产能波动影响较显著，当前供需失衡已对全球先进制程芯片生产形成潜在制约，行业供应链重构进程加速，同时也为国内高纯二氧化碳产业技术升级、产品布局和国产替代带来发展契机。
全球供给承压，高纯二氧化碳陷入结构性紧缺
本轮全球高纯二氧化碳供应紧张的核心诱因，是上游原料供给的结构性收缩。
据了解，半导体领域所用的N5级高纯二氧化碳并非专属工业化量产产品，主要依托石油炼制、石化生产、制氢等工业过程的副产物提纯制备，原料供给依附于石化产业开工状态。
受中东地缘局势紧张、全球原油供应不确定性加剧影响，韩国等半导体核心产区石化工厂开工率下滑，直接导致二氧化碳副产物产量缩减，原料端供给缺口持续扩大。同时，部分气体供应商坦言，受原料供给短板限制，短期内暂无可行的扩产方案，供给端弹性不足。
进一步来看，库存与市场价格数据直观印证了供应危机。行业常规安全库存为制造商与供应商各储备两周用量，合计可支撑一个月生产需求，而当前行业整体库存已跌破该安全阈值。下游存储巨头采购力度持续加码，三星电子月均消耗高纯二氧化碳1800至2000公吨，SK海力士月消耗量达600至700公吨，两大韩企即便接受涨仍难以锁定足额增量供应。
在价格端方面，液化高纯二氧化碳价格自2026年年初以来已上涨约20%，业界机构预判，原料供给短板难以短期修复，供应紧张、价格高位运行的态势将持续至年底。
从应用场景来看，在半导体制造体系中，高纯二氧化碳是先进制程不可或缺的核心特种气体，应用场景覆盖多项关键工艺，其中超临界清洗是核心刚需场景。当前，随着3DNAND与先进逻辑制程不断升级，高端芯片清洗带动高纯二氧化碳长期需求稳步扩容。
据悉，超临界流体是指物质超过其临界温度和压力时所达到的一种状态。当液态二氧化碳进入超临界状态时，它同时具有液态和气态的特性。其液态般的密度使其能够高效溶解晶圆残留物和污染物，而其气态特性则使其能够渗透到精细图案中，并去除半导体结构深处的颗粒。由于先进半导体器件具有极窄的图案间距和高深宽比的结构，因此需要进行超临界清洗。
此外，该材料还可用于第三代半导体碳化硅器件界面优化，降低界面态密度、提升器件性能，同时在光刻、沉积、刻蚀等工艺中发挥辅助作用，工艺适配性无可替代。
在当前上游原料供给收缩、下游半导体刚需增长形成结构性错配背景下，，高纯二氧化碳短期供需缺口或将扩大，扰动半导体产业生产。而随着海外炼化开工率逐步修复，全球新建提纯产能完成客户认证后，供需缺口小幅收窄，但能源地缘波动仍会带来周期性供给扰动。
长期来看，鉴于半导体先进产能持续扩张，高纯二氧化碳需求具备长期上行基础，产品价格中枢将较往年结构性抬升，但区域化、本土化供气将成为全球晶圆厂风控的重要选择。
本土优势凸显，国内产业迎来国产替代机遇
相较于海外供应链的被动承压，国内高纯二氧化碳供应格局相对稳健，未出现规模短缺危机，同时具备稳定对外供货能力。
依托长三角、华南、西南规模化石化产业集群和成熟的石化副产回收、提纯体系，国内高纯二氧化碳产能相对稳定且原料供给自主可控，规避了海外地缘政治、海外石化开工率波动带来的冲击，能够持续保障国内12英寸、8英寸晶圆厂先进制程和存储厂商生产需求。
另一方面，鉴于海外林德、液化空气、空气化工等国际巨头管网气源持续承压，跨大洲低温液态二氧化碳运输成本高、调配能力有限，而国内二氧化碳原料供给稳定性更强。这促使国产电子级二氧化碳成为日韩存储企业重要补充气源，从而一定程度上缓解全球供需缺口。
值得一提的是，6月30日，金宏气体在互动平台表示，目前公司高纯二氧化碳营收占比较小。该产品已顺利通过海力士的第三轮测试，现已进入正式供应阶段，后续产能利用率有望得到提升。此外，公司持续推进特种气体产品在更多下游半导体客户端的测试认证工作。
在行业关键技术层面，国内半导体气体企业已完成高纯二氧化碳制备、提纯、检测全链条技术突破，同时掌握低温精馏、催化氧化、高精度过滤等核心提纯技术，打破海外技术垄断和部分进口依赖，形成了较为成熟的产业化布局，国内外客户认证进度持续提速。
其中金宏气体的高纯二氧化碳产品已达到电子级标准，成功切入国内头部半导体企业供应链，实现批量稳定供货；至纯科技聚焦12英寸28纳米及以下先进制程，可为客户提供包含高纯二氧化碳在内的大宗气体一站式供气服务，适配先进制程高精度工艺需求。此外，凯美特气深耕高纯气体领域，高纯二氧化碳产品品类成熟，广泛应用于电子半导体等高端领域，产品稳定性与纯度达到行业主流标准。同时，其它国内企业也在加码高纯二氧化碳产品布局。
如今，全球电子级高纯度二氧化碳供应趋紧，也直接或间接为国内相关企业推进产品布局、技术升级和国产替代带来了发展契机。例如可持续优化库存管理模式，建立晶圆厂与气体供应商联动储备机制，提升安全库存阈值，规避短期供给波动风险，同时加速盘活国内石化副产二氧化碳资源，优化回收提纯工艺，快速扩充有效产能，填补全球供需缺口。
在更长远维度方面，行业需持续加大技术研发投入，优化提纯工艺与过滤等设备，进一步提升产品纯度与生产稳定性，适配更先进制程工艺需求；同时依托国内完整的半导体产业链优势，推进供应链自主可控生态建设，打造本土化、规模化和高质量的高纯二氧化碳供应体系，以及持续强化对海外市场输出，提升国内企业在全球半导体特种气体领域的话语权。
结语
本轮半导体高纯二氧化碳供应危机凸显，本质上是半导体高端材料供应链依附传统化工产业、全球化供应链脆弱性的集中体现，也再次印证了特种电子气体稳定供应的重要战略意义。
短期内，高纯二氧化碳全球供需失衡、价格上行的格局难以快速逆转，海外半导体大厂生产仍将面临库存压力与供应不确定性。长期而言，随着国内企业技术迭代、产能扩容及下游需求释放，高纯二氧化碳的国产化率将持续提升，并推动自主可控的产业生态不断完善。
未来，国内半导体气体行业仍需持续深耕技术研发、完善产能布局、强化产业链协同，逐步破解高端电子气体供应链短板，为我国半导体先进制程和存储产业稳健发展筑牢材料根基。
