在当前全球半导体制造制程向3nm及以下节点持续迭代的行业背景下，晶圆表面的纳米级污染物管控已经成为决定良率与器件性能的核心制约因素之一，传统湿法清洗工艺在面对线宽缩小时逐步暴露出的介质损耗、颗粒残留等问题，正推动行业寻找更适配先进制程的清洗解决方案，高纯二氧化碳作为配套先进制程的关键工业气体品类，其在晶圆清洗环节的应用落地正在成为国内半导体材料供应链自主可控进程中的重要观测方向。
晶圆制造过程中的每一道工序都可能引入分子级、纳米级的颗粒物、有机残留及金属杂质，当制程节点进入7nm以下区间，仅0.1nm的附着杂质都可能导致器件漏电、阈值电压偏移等不可逆的性能缺陷，传统的 RCA 湿法清洗体系虽经过数十年工艺迭代，但在清洗后晶圆表面易产生水痕、对超薄栅氧化层存在腐蚀风险，且大量使用的化学品与废水处理环节也会带来较高的环境成本，这一行业痛点直接推动了超临界二氧化碳清洗、干冰喷雾清洗等新型工艺的商业化落地，而这类工艺的核心原料，正是纯度达到99.9999%及以上级别的电子级高纯二氧化碳。
不同于普通工业级二氧化碳，适配晶圆清洗的高纯二氧化碳需要经过多重精馏、吸附、过滤工艺处理，将总烃、金属离子、水分等杂质含量控制在ppb级别，其中单金属杂质的含量需低于1ppb，避免在清洗过程中对晶圆表面造成二次污染，目前国内已经有部分气体厂商完成了该级别产品的量产验证，逐步打破了此前海外供应商在该领域的长期垄断格局，为国内晶圆制造产线的供应链安全提供了关键支撑。
从具体应用路径来看，干冰喷雾清洗工艺主要应用于晶圆制造的薄膜沉积、光刻等工序之间的中间环节，利用高压喷射的固态二氧化碳干冰颗粒撞击晶圆表面，在物理剥离污染物的同时，干冰颗粒会直接升华为气态挥发，不会在晶圆表面残留任何介质，相较于传统的氮气吹扫工艺，其对10nm以下颗粒的清除效率可提升一个数量级以上，且不会对晶圆表面的超薄功能层造成损伤，当前国内多条12英寸晶圆产线已经在中间清洗环节批量导入该工艺，单条产线的年高纯二氧化碳消耗量可达到数十吨级别。而超临界二氧化碳清洗工艺则更适配更先进的3nm及以下制程，利用二氧化碳在临界点以上兼具气体渗透性与液体溶解性的特性，可深入到晶圆表面的高深宽比结构中，溶解并去除传统湿法工艺难以清除的有机残留，同时避免了湿法清洗带来的表面张力导致的结构坍塌问题，目前该工艺已经进入下游头部晶圆厂的验证阶段，随着制程节点的进一步下移，其市场需求将在未来3-5年进入快速释放期。
结合当前国内半导体产业的发展节奏来看，2025年国内12英寸晶圆的月产能已经突破120万片，对应的电子级高纯二氧化碳的年市场需求已经突破千吨级别，且随着国内产线的持续扩产以及制程的不断升级，行业需求的年复合增长率将保持在30%以上，相比于其他电子特气品类，高纯二氧化碳的国产化推进进度相对靠前，但在稳定性供应、杂质精细化管控等方面仍有进一步提升的空间，尤其是针对不同晶圆厂的定制化工艺需求，气体厂商需要与下游制造端开展更深度的协同开发，才能进一步适配先进制程的严苛要求。
值得注意的是，高纯二氧化碳的供应体系并非仅聚焦于气体本身的纯化环节，其配套的仓储、运输、现场供气系统同样需要满足半导体级别的洁净要求，整个输送管路系统需要采用特殊的抛光材质，且配备多级高精度过滤装置，确保气体从出厂到抵达晶圆清洗工序的全链路杂质含量始终保持在管控阈值以内，这也意味着相关供应商需要具备全链路的系统配套能力，而非单一的产品供应能力，这一行业特性也进一步抬高了准入门槛，能够真正进入头部晶圆厂供应链的厂商仍将保持相对稀缺的状态。
随着全球半导体产业分工格局的调整，国内晶圆制造产业链的自主可控已经成为行业发展的核心主线，高纯二氧化碳这类此前被市场关注度较低的关键配套材料，正在逐步走到行业视野的中心，其技术迭代与供应保障能力，将直接影响国内先进制程产线的落地进度与良率爬坡效率，对于工业气体行业而言，这类细分赛道的技术突破，不仅是企业自身竞争力的体现，更是支撑国内半导体产业高质量发展的重要底层支撑，未来随着更多适配先进制程的工艺方案落地，高纯二氧化碳的应用场景还将进一步延伸，为整个晶圆制造环节的精度提升持续提供隐形的支撑力量。
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