鉴于中国大陆与台湾地区在 LED 生产领域持续释放的强劲需求,全球领先的氢气净化器设计与制造商庄信万丰(Johnson Matthey)已将其高端净化设备批量供应至两地新建及扩建的 LED 晶圆厂。
据LEDinside报道,庄信万丰旗下先进的 PSH 系列大宗氢气净化器可针对晶圆制造场景,提供纯度高达 99.9999999%(9N 级)的超纯氢气。其中,HP 系列净化器凭借极致纯度表现成为市场畅销款,其技术指标已达到行业顶尖水平。
庄信万丰气体净化技术(GPT)集团销售经理 Stuart Bestrom 透露,公司近期已与中国两家大型高科技企业达成设备供应合作:一家企业专注于超高亮度红、橙、黄 LED 外延片及芯片、光通信元件等光电器件的规模化研发与生产;另一家则采购多台 PSH-60 型纯化器,该设备氢气处理流量可达 60 Nm³/小时。


(图片来自 Johnson Matthey 产品介绍)
在台湾地区,庄信万丰的核心客户包括一家领先的纯高功率 InGaN LED 晶圆与芯片制造商——作为台湾唯一提供全系列高功率 InGaN 蓝光、绿光及近紫外 LED 产品的企业,其已采购多台 PSH-60 型纯化器。
另一家企业则通过庄信万丰纯化器为旗下高通量 MOCVD 设备供应超纯氢气,以支撑产能扩张需求。
9N 级超高纯度氢气的关键应用领域
99.9999999% 纯度的超高纯氢气(9N 级)在工业与科研领域扮演关键角色,核心应用场景如下:
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 电子工业—半导体制造 | 用于硅晶圆外延生长、芯片蚀刻与清洗,去除氧化物杂质并作保护气 |
| 显示面板 | 在 OLED/LED 生产中作为载气防氧化 |
| 集成电路 | 超大规模集成电路制造需 7N 以上氢气作还原剂 |
| 高端科研领域—分析仪器 | 气相色谱仪载气、质谱仪校准标准气体 |
| 核研究 | 核反应堆冷却剂及核聚变实验材料 |
| 特种材料制备—光纤制造 | 防止玻璃纤维氧化以提升传输性能 |
| 单晶硅提纯 | 太阳能电池板高纯硅制备 |
| 超导材料 | 部分超导体合成需高纯氢环境 |
| 能源与航天—燃料电池 | 氢燃料电池汽车燃料源 |
| 火箭推进剂 | 液氢作为航天器高效燃料 |
| 其他高端应用—医疗设备 | 医用核磁共振仪冷却系统 |
| 标准气体 | 工业检测基准参照物 |
生产技术要点
9N 级氢气通常采用电解水结合钯膜纯化技术制备,生产过程中需严格规避金属容器接触,以防氢脆效应影响纯度与设备安全。
中国 9N 级氢气提纯设备研发进展与突破
近年来,中国在 9N 级氢气提纯设备领域实现显著技术突破:
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 玖恩智能 | 掌握 30 余种特种气体超高纯提纯技术,可将杂质脱除至 1ppb 以下,为阿斯麦光刻机定制的气体纯化器纯度达“百亿分之一”级别。2021 年首台设备落地武汉半导体厂,目前合作客户超 200 家,实现进口替代 |
| 大连华邦 | 自主研发的 9N 级纯化器获“中国半导体创新产品和技术奖”,杂质含量<1ppb,价格较国际同类产品低 30%,已应用于中芯国际、华为海思等头部企业 |
| 欧彼科技 | 通过催化冷却、二级吸附等技术,实现氮气、氢气等气体纯度超 9N,推动半导体行业国产化进程 |
技术路线创新
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 纯化工艺 | 融合钯铂触媒、分子筛吸附等技术,优化低温分离与变压吸附(PSA)工艺 |
| 成本控制 | 部分企业通过模块化设计降低液氮依赖,减少超低温设备投入 |
| 副产物处理 | 开发电子级半导体副产氢提纯系统,分离氯硅烷等杂质以提升氢气质量 |
政策与产业支持
国家“新基建”战略推动半导体产业链本土化,刺激高纯气体设备需求。
氢能产业政策加速提纯技术商业化。
