半导体制造中用的气体是从哪来的？

2019-10-10 17:29| 发布者: 好人| 查看: 384| 评论: 0

摘要: 林德（Linde）原本是是全球四大气体公司之一，紧接着去年10月美国联邦贸易委员会批准林德与普莱克斯（Praxair）的90亿美元对等合并协议，四大已经成为三大。国外gasworld BI估算“新林德”已经拿下了33%的市场，在全球 ...

林德（Linde）原本是是全球四大气体公司之一，紧接着去年10月美国联邦贸易委员会批准林德与普莱克斯（Praxair）的90亿美元对等合并协议，四大已经成为三大。国外gasworld BI估算“新林德”已经拿下了33%的市场，在全球气体业务方面业已超过液化空气（Air Liquide）。

电子科技，以及整个信息技术行业这些年的发展，对任何一个行业都产生了极大的促进作用。这些年，大量传统行业都在宣传“数字化”，像是金融、医疗、交通等等。有趣的是，信息技术行业垂直链条上的不同环节，彼此之间也在产生影响。

比如说半导体材料与制造很靠上游的气体，这些年正受到下游数字化技术的推进——这就让垂直行业上的每个点都在相互作用。前不久我们参观了林德东亚区的远程控制中心(ROC)。林德是一家专门从事工业气体业务，发端自德国的企业;公司的历史，已经超过百年。林德的业务实际上不止是电子和半导体，但就半导体、显示面板而言，林德属于行业相当上游的存在：台积电、京东方、三星、长江存储等都是林德的下游客户。

不过这个位处上海的远程控制中心，却充斥着十足的工业4.0味道，用林德公司大中华区远程运行中心总监陆贤的话来说，这是建立的“数字档案”，气体走的也是“数字化管道系统”，加上还有各种数字化模拟系统、远程纯数字化操作，这就是典型的信息技术行业下游对上游的影响了，也是这次我们参观林德远程控制中心的最切身体会。

林德(Linde)原本是全球四大气体公司之一，紧接着去年10月美国联邦贸易委员会批准林德与普莱克斯(Praxair)的90亿美元对等合并协议，四大已经成为三大。国外gasworld BI估算“新林德”已经拿下了33%的市场，在全球气体业务方面也已超过液化空气(Air Liquide)。

中国对林德的价值有多大?

从林德(Linde plc，包含Praxair)2018的财报来看，这家公司目前的整体营收水平仍然是在上涨的：无论是营收、营业利润(Operating profit)还是现金流，都相当健康。截至2018年12月31日的年销售额为149亿美元(八成以上是气体)，相较前一年上涨了30.28%(营业利润可能因为结算方式而不具有太大参考价值)。这部分增长中，6%的驱动力来自北美和亚洲。

就地理区域来看，北美在基数上仍然是林德毫无争议的最大市场，其北美市场2018年销售额为64.2亿美元，亚洲则为19.64亿美元。不过亚洲区在销售额中的占比，在林德的整体营收中同比增加了13%，而亚洲区的营业利润份额在其全球市场占比则大涨了28%。林德亚洲区的主要工业气体运作在中国大陆、印度、韩国和泰国，另外还包括中国台湾和中东地区。其中9%的增量来自中国、韩国、印度，以及“中国的新项目”。中国驱动更高价格带来销售额2%的增长。

林德自己相关中国区的市场预测中，有关气候变化的部分提到，中国这类新生经济体开始采用更加严格的水质标准，这对于类似废水处理氧气一类的大量气体，都提供了市场成长空间。

来源：林德2018财报，注意这个销售数字并非财报最终数字，且不包含林德的工程与其他业务

如果按照气体销售的应用来划分，林德的主要应用领域分成了生产(manufacturing)、化学与能源、医疗健康、金属与玻璃、食品与饮料(可乐中的二氧化碳也是林德的一个重要业务)、电子(electronics)。电子在林德总销售额中只占到了8%的份额——这个数值数年来都是比较稳定的(但我们暂不清楚财报中“生产”业务的具体组成)。

在参观活动开始前，联华林德中国区总裁唐瑞平告诉我们：“在电子行业，新林德的市场份额大概有28%左右。”这个数字是包括了大宗气体(典型如氧氮氩氢氦)的。“联华林德”是台湾工业气体制造商联华神通集团，与林德集团在中国大陆的合资子公司，成立于80年代末、90年代初。“但整个林德集团电子业务我估计就占到10%左右。”这和前述林德公司财报中8%的数字基本相符。“但联华林德(这家合资企业)100%都是电子业务，我们大概40%是做半导体，40%是显示面板，还有20%不到是LED、太阳能。”

“半导体是联华林德接下来一个增长的主要市场。”“在半导体行业，特种气体和大宗气体的需求，从价值上来说大概是一半一半。如果一个半导体工厂要花一块钱的大宗气体，就要花一块钱的特种气体。这是我们两个着重的发展方向。”这里的特种气体有几百种，不同的制程对此也有不同的要求;特种气体中包含了电子气体。

“对电子行业而言，设备投资很贵，工艺要求很复杂，良率是竞争力的保证。要怎样得到好的良率，除了工艺保证之外，工业气体的纯度、稳定性、可靠性都是先决条件。业内最近两年发生过一些良率事故，都是因为气体纯度出了问题。”

比如几乎所有制造过程中都需要使用大量氮气，用以净化和抑制化学敏感工序。“工业气体是半导体发展必不可少的血液。”唐瑞平说，“在过去3-5年，我们主要是配合国家大力发展半导体和显示产业。我们过去3年，在中国陆续投资了30亿人民币的工业气体设备和装置。服务的客户除了中芯国际、长江存储、长鑫科技以外，也有Intel大连、Samsung苏州等;显示业务像是京东方、华星光电等等。”

“我们看到半导体和电子行业，有13-14%的增长率。我也知道中国2017年半导体进口总额比石油都大。中国半导体行业现在的本土化率大概是20%左右，未来如何从20%提升到30%，从30%提升到50%，甚至到70%，这其中的潜力都是非常巨大的。”这对更上游的工业气体供应商林德而言自然是重要的机会。“我们增加了很多研发力量，来推进中国先进制程的发展。”

联华林德中国区总裁唐瑞平

走进林德远程控制中心

中国政府近两年对半导体行业的大力扶持，包括“大基金”的存在，也就无怪乎林德开始越来越多地加大在中国的宣传力度，包括这次的林德大中华区远程控制中心(ROC)之行。所谓的远程控制中心，就是所有远端设备设施都在一个控制室进行控制，“由我们经验丰富的工程师去集中化操作，做技术支持，确保装置运行最佳状态。”陆贤说。

远程控制中心有两个作用，其一是装置的操作，其二是解决装置工艺上的瓶颈并优化装置的运行。那么在远程控制中心可以做什么呢?“我们林德内部称作PRO，分别表示绩效优化、对装置警报的响应，以及24x7的实时远程操作。“林德设立远程控制中心的目标，就是装置绩效，让能耗越来越低，让可靠性越来越高。”这在我们参观过程中，也能明显感觉出来。

这里一直在说的可远程控制的“装置”包括了四个类型。第一类是空气分离装置(air separation unit)——这是数量最多的操作装置，是可远程操控的绝大多数;其中包括了大型空分装置(“包括液体空分、电子气的制氮等，我们称作空气分离，因为他们的原理是一样的”);其次是制氢装置;另外，还有食品级的二氧化碳提纯，“产品可以供给可乐”。

上面这张图左下角的部分是管道监控。“在整个中国大陆范围内，我们总共有350公里的管道，8大工业园区，通过管道将气体供应给客户。”这种庞大的管道系统，对安全性和可靠性要求因此变得很高，所以要对“高效的运行做出监控”。

针对上述四类装置做远程控制和监控，就需要管理系统，充分利用所有远程位置的数据。包括远程显示这些装置的运行效率和状态，同时还能对数据进行分析，甚至通过对数据的分析“预测装置三个月后的情况。当发现这个数据趋势在往上走了，虽然现在没有报警，但我就要开始准备备件了。”这和我们前不久采访BISTel的智能制造解决方案理念如出一辙。

这其中的核心部分也是现在工业4.0时代的主旋律：数字化。不止是实时检测出管道泄漏之类的数据，大数据分析还能够产生预测模型，以及“把所有管道信息、客户信息都纳入我们的系统中，比如通过客户用气量的多少，来实时调配装置负载，减少放空等。”

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