Gigaphoton 推出了氖气回收系统，能够回收 DUV 光刻中使用的氖气的约 50%，解决晶圆厂的关键供应瓶颈。

日本半导体光刻工具制造商Gigaphoton为其氩氟化物(ArF)准分子激光器开发了一套名为hTGM的氖气回收系统，实现了50%的回收率。该公司认为通过配置调整可以大幅提高回收率。这一开发应对了芯片供应链中的一个关键缺口——2022年俄罗斯入侵乌克兰导致主要氖气精炼厂停产，这些精炼厂曾供应了半导体行业高达50%的氖气。全球约70%的氖气产量用于半导体制造，特别是在先进的DUV光刻工艺中。

为应对这一中断，中国、台湾和南韩扩大了国内氖气生产，并将回收系统集成到其制造工艺中。Gigaphoton更高效的ArF激光器搭配氖气回收能力可进一步强化这些闭环系统，降低材料成本，减少对波动不定的全球供应链的依赖。

Gigaphoton并非单独追求这条路。日本环保公司Kanken Techno在9月初台北国际半导体展(SemiCon Taiwan)上展示了一套用于准分子激光器的氖气回收系统，实现了超过90%的回收率，表明还有相当的优化空间。

氖是一种惰性气体，性质稳定易于处理，但易于蒸发且结合力有限，使其在地球大气中天然稀缺。它最有效的回收方式是通过超冷空气的分馏蒸馏，通常作为其他工业过程的副产品获得。数十年来，乌克兰钢铁厂拥有大规模空气分离装置并生产粗氖，之后由两家关键的国内公司进行精炼。当这些精炼厂在2022年停止运营时，短缺波及全球。

作为回应，南韩加快了国内生产，并启动了一项以厂内回收为中心的国家氖气回收计划。台湾在现有钢铁厂空气分离装置上安装了净化系统，以开发其自身的国内供应链，目标是在几年内实现完全自给自足。中国将氖气净化整合到其钢铁和石化生产基础设施中。美国在墨西哥湾沿岸石化设施开发了新的空气分离装置，但美国氖气供应的实质性改善预计要到本十年末才会出现。

光刻占全球氖气消耗的约70%，特别是在先进的DUV工艺中——但值得注意的是EUV光刻不在其中，EUV光刻使用的是锡等离子激光器。随着人工智能建设推动全球DUV半导体生产加速，氖气供应已成为芯片供应链中的关键组成部分，这些供应链日益代表战略防御和贸易资产。

对于无法直接控制其供应链的制造商来说，回收已成为当务之急。首批经认证可用于Cymer准分子ArF激光器的氖气回收系统在2023年年末推出，三星和SK海力士成为2024年首批实施氖气回收的主要存储芯片制造商。Gigaphoton之前为KrF(氟化氪)激光器提供了氖气回收，现已将这一能力扩展至ArF激光器。该公司声称单个用于ArF的hTGM装置可将年氖气消耗量减少最多470千升，这意味着大幅降低成本，减少对不稳定供应链的依赖。

然而，50%的回收率并非前所未有。Cymer的准分子激光器氖气回收系统在2015年就展示了同样的效率，而Gigaphoton自身的测试表明其ArF回收的潜在峰值在2017年曾超过90%——这意味着该公司应该能够更快地提升性能。鉴于Kanken Techno最近推出了效率超过90%的回收系统，并且目前正在进行认证流程、预计在近期获批，这一点尤为相关。

随着氖气回收在芯片生产中通过多种技术手段得以有效解决，这种短缺可能只是暂时的。但该解决方案本身也可能是如此。EUV光刻能构建远比DUV更复杂的芯片，不需要准分子激光器的氖气，代表了行业的未来发展方向，因为越来越多的先进电子产品采用更高功能的芯片设计。新兴替代技术有望为先进半导体生产产生相同的DUV光，而无需依赖惰性气体或有毒气体。

固态激光技术近年来发展迅速，但目前中国的努力仍低于所需的工业功率阈值。纳米压印光刻作为DUV替代方案也显示出前景，同时有可能将成本降低约90%。仍存在重大的性能和认证障碍，以及现有制造和供应链的集成挑战。尽管如此，有可能大幅减少半导体光刻中的氖气需求。在未来几年内，氖气回收系统结合替代制造技术可能会将对国际氖气来源的依赖降低到当前水平的一小部分。