当前全球集成电路制造产能持续向国内转移，12英寸晶圆厂的密集落地为半导体上游材料领域带来了确定性增长空间，作为晶圆制造环节不可或缺的特种气体品类，高纯二氧化碳的市场关注度正伴随制程工艺升级稳步提升。不同于普通工业级二氧化碳产品，半导体用高纯二氧化碳要求杂质总含量控制在ppb级别，其中对芯片电路易造成损伤的烃类、水分、金属离子等指标需要经过多轮纯化处理才能达到准入标准，其生产链路涉及原料气提纯、深度催化、精密吸附、无尘灌装等多个核心环节，技术壁垒远高于常规工业气体品类。
在芯片制造的光刻环节中，高纯二氧化碳是准分子激光器的核心工作介质之一，ArF准分子激光器的工作气体组分中，二氧化碳的占比与纯度直接决定了激光输出的稳定性与波长精度，随着制程节点推进到7nm及以下，激光器对工作气体的杂质容忍度进一步降低，哪怕是微量的杂质波动都可能导致激光能量衰减、波长偏移，最终影响晶圆光刻的良率表现。同时在晶圆的清洗工序中，高纯二氧化碳可与超纯水配合形成碳酸清洗液，能够有效去除晶圆表面残留的纳米级颗粒污染物，相较于传统的酸碱清洗方案，这种工艺对晶圆表面铜互连线路的腐蚀性更低，更适配先进制程下的精细化清洗需求。
从当前国内供应链的供给格局来看，早期国内半导体领域所需的高纯二氧化碳几乎完全依赖进口，主要供应商集中在海外老牌工业气体企业，供应周期长、定价权受海外市场波动影响大的问题长期存在。随着近年国内特种气体企业在纯化技术领域的持续攻坚，部分头部厂商已经完成了11N级高纯二氧化碳的量产验证，相关产品通过了多家主流晶圆厂的终端认证，逐步实现了进口替代，不过相较于海外成熟供给体系，国内厂商在批量生产的稳定性控制、不同批次产品的参数一致性层面仍有进一步提升的空间。
行业公开数据显示，2025年国内已建成及在建的12英寸晶圆厂合计月产能已突破120万片，对应单厂单月的高纯二氧化碳消耗量约为1.2吨至1.8吨，仅存量产能对应的年市场规模就已接近3000吨，而随着3nm、2nm等更先进制程产线的逐步落地，单位晶圆的特种气体消耗量还将保持年均8%左右的增速。需要注意的是，半导体用高纯二氧化碳的准入门槛并不仅限于纯度指标，下游客户对供应商的连续供应能力、应急响应速度、全链路溯源体系都有极为严格的要求，新进入企业需要经过长达18至24个月的认证周期才能进入晶圆厂的合格供应商名录，这也构成了该领域除技术之外的另一重核心壁垒。
不同于普通工业气体可通过化工副产物提纯获取原料，半导体级产品对原料气的初始杂质含量就有极高要求，多数厂商会选择自主搭建原料气专属供给链路，避免上游原料波动对终端产品品质造成影响。同时整个生产灌装环节需要在Class 1000级以上的无尘车间内完成，所有接触气体的管路、阀门、储罐都需要经过特殊的钝化处理，防止在传输过程中引入二次污染，任何一个环节的管控疏漏都可能导致整批次产品无法达到半导体级标准。
当前国内针对半导体材料领域的多项产业支持政策，也在持续为上游特种气体企业的技术迭代提供助力，多地针对半导体材料配套的产业园区已经完成了特种气体专属仓储、物流配套的布局，进一步降低了国内厂商的供应链响应成本。对于下游晶圆制造企业而言，稳定可靠的本土高纯二氧化碳供给，不仅能够有效降低供应链的地缘政治风险，也能在后续的产能扩张过程中，获得更具适配性的定制化气体解决方案，减少上游材料端的供给波动对产线稼动率的影响。
未来随着国内晶圆制造产能的持续释放，以及先进制程工艺的逐步普及，半导体用高纯二氧化碳的市场需求还将保持长期稳定的增长态势，而具备量产能力、完成终端客户认证、拥有全链路品质管控体系的本土厂商，将在这一赛道中获得更多的市场份额，逐步构建起自主可控的半导体特种气体供给体系，为国内集成电路产业的自主化发展提供底层的材料支撑。
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