電子特種氣體國產(chǎn)替代空間廣闊

• 柯壯賓 2023年5月10日 來源：中研網(wǎng) 967 61
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電子特種氣體作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵材料，被譽為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“血液”，直接影響半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能。目前，國內(nèi)半導(dǎo)體用電子特氣市場超過八成的市場份額被外資企業(yè)壟斷，特別是高端電子特氣國內(nèi)自給率低，對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展形成制約。在國際貿(mào)易摩擦、地緣政

電子氣體包括電子特種氣體和電子大宗氣體，是集成電路、顯示面板、半導(dǎo)體照明、光伏等行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關(guān)鍵性材料。電子特種氣體主要應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié)，涉及的氣體種類較多。電子大宗氣體主要用作環(huán)境氣、保護氣和載體等，主要種類包括氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳等。

表：電子氣體用途和涉及種類

從供應(yīng)模式來看，電子氣體供應(yīng)模式可以分為零售供氣和現(xiàn)場制氣。其中零售供氣包括瓶裝供氣和儲槽供氣兩種方式。具體來看，瓶裝供氣指的是通過自產(chǎn)或?qū)ν獠少徱簯B(tài)氣，經(jīng)過充裝等工藝生產(chǎn)瓶裝液態(tài)氣銷售給下游客戶。瓶裝氣銷售規(guī)模較小，運輸半徑較小。儲槽供氣是經(jīng)過分裝等工藝處理后，通過專用的包裝容器和車輛送達(dá)客戶端，將低溫液體產(chǎn)品儲存在客戶端的儲罐中，供客戶按規(guī)模要求自行氣化使用。現(xiàn)場制氣指的是在客戶現(xiàn)場建立氣體生產(chǎn)裝置，直接向單一客戶供應(yīng)或通過管道向工業(yè)園區(qū)內(nèi)的多個客戶供應(yīng)工業(yè)氣體。

近年來，隨著國內(nèi)集成電路、液晶面板、LED、光纖通信、光伏、醫(yī)療健康、節(jié)能環(huán)保、新材料、新能源、高端裝備制造、食品等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，新興分散用氣市場不斷發(fā)展壯大，這一市場的特點是客戶對單一氣體需求量相對較小，但對氣體品種需求較多，供氣方式以零售為主。由于外資企業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展戰(zhàn)略主要定位于大型現(xiàn)場制氣市場，因此零售氣市場與中小型現(xiàn)場制氣市場已成為內(nèi)資企業(yè)爭奪的焦點。零售氣市場在我國起步較晚，且由于大宗氣體運輸半徑的限制而具有較強的地域性特點。部分氣體零售企業(yè)已在各自區(qū)域內(nèi)建立了先發(fā)優(yōu)勢，并不斷通過兼并收購的方式將銷售網(wǎng)絡(luò)擴展到其他區(qū)域。

集成電路是電子特氣下游第一大需求領(lǐng)域。根據(jù)中船特氣招股說明書，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，從全球來看，電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場總需求的71%，應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場總需求的18%。從我國來看，電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場總需求的42%，應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場總需求的37%。我國電子特氣的需求結(jié)構(gòu)中，集成電路需求占比明顯低于全球水平，主要原因是我國的集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模與世界先進國家和地區(qū)還存在一定差距，而顯示面板產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年持續(xù)發(fā)展，我國已成為全球最大的產(chǎn)業(yè)基地。

我國集成電路市場規(guī)模、產(chǎn)值有望保持較快增長，從而推動電子特氣市場不斷擴大。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)，我國集成電路市場需求2021年為1865億美元，2026年預(yù)計達(dá)到2745億美元，年均復(fù)合增速約8%。我國2021年集成電路產(chǎn)值為311億美元，相對于市場需求的自給率為16.70%，預(yù)計2026年產(chǎn)值將達(dá)到582億美元，年均復(fù)合增速約13%，自給率將進一步提高到21.20%。我國集成電路市場規(guī)模及產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，將引領(lǐng)我國電子特種氣體市場進入快速發(fā)展時期。

我國顯示面板市場有望維持較快增長，拉動電子特氣需求提升。顯示面板行業(yè)早期主要集中在日本、韓國以及中國臺灣，在國家產(chǎn)業(yè)政策支持、技術(shù)實現(xiàn)突破等多重利好因素的推動下，我國顯示面板行業(yè)取得了長足進步，形成了以京東方、TCL科技、深天馬、維信諾等重點企業(yè)領(lǐng)銜的產(chǎn)業(yè)集群，在全球產(chǎn)能中占比超過六成，是全球第一大顯示面板產(chǎn)業(yè)集中地。Frost&Sullivan資料顯示，預(yù)計2020年至2024年中國顯示面板市場規(guī)模年均復(fù)合增速為6.34%，將保持平穩(wěn)較快增長，有利于進一步帶動電子特種氣體市場穩(wěn)健發(fā)展。

全球電子特種氣體市場有望保持較快增長。根據(jù)中船特氣招股說明書，TECHCET數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球電子氣體的市場規(guī)模約為62.51億美元，其中電子特種氣體占比72.60%，電子大宗氣體占比27.40%。具體來看，電子特種氣體方面，全球電子特種氣體的市場規(guī)模2017年約為36.91億美元，2020年增長至41.85億美元，2021年進一步增長至45.38億美元，2017-2021年年均復(fù)合增速約5.30%。伴隨著集成電路及其他相關(guān)行業(yè)的需求增長，電子特種氣體作為其生產(chǎn)過程中的重要原材料之一，市場規(guī)模有望呈較快增長趨勢，預(yù)計2025年全球電子特種氣體市場容量將超過60億美元，2021-2025年年均復(fù)合增速預(yù)計達(dá)到7.33%。

具體到集成電路用電子特氣方面，參考全球電子特種氣體市場預(yù)測規(guī)模及集成電路用電子特種氣體需求占比的數(shù)據(jù)測算，全球集成電路電子特種氣體規(guī)模2021年為32.22億美元，預(yù)計2025年有望達(dá)到42.76億美元。

我國電子氣體市場增速有望顯著高于全球水平。中國市場方面，根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，預(yù)計2025年中國電子氣體市場規(guī)模將從2021年的195.77億元提升到316.60億元，2021-2025年的年均復(fù)合增速達(dá)到12.77%。我國電子氣體市場規(guī)模的增速有望明顯高于全球電子氣體，未來有較大發(fā)展空間。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，我國集成電路用電子氣體的市場規(guī)模2020年為76億元，2021年增長至為85億元，預(yù)計2025年規(guī)模將達(dá)到134億元，2021-2025年的年均復(fù)合增速為12.05%，步入快速發(fā)展的軌道。根據(jù)隆眾資訊的數(shù)據(jù)，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)原材料中，電子氣體（含電子大宗氣體和電子特種氣體）在半導(dǎo)體材料市場中的規(guī)模占比達(dá)14%，是僅次于硅片的第二大市場需求材料。根據(jù)ICMtia統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算，中國集成電路用電子氣體中，電子特種氣體市場規(guī)模約占64%，則對應(yīng)我國2021年集成電路用電子特種氣體市場規(guī)模約54億元。

電子氣體尤其是半導(dǎo)體用電子氣體行業(yè)進入門檻高，在技術(shù)積累、市場開拓、資金投入和人才儲備等方面都對企業(yè)提出了較高的要求。

半導(dǎo)體行業(yè)對電子氣體純度要求高，檢測、提純等技術(shù)難度大。半導(dǎo)體行業(yè)對于氣源及其供應(yīng)系統(tǒng)有著嚴(yán)苛的要求，電子氣體的深度提純難度大，而純度是氣體質(zhì)量最重要的指標(biāo)。在芯片加工過程中，微小的氣體純凈度差異將導(dǎo)致整個產(chǎn)品性能的降低甚至報廢。電子氣體純度往往要求5N以上級別，還要將金屬元素凈化到10-9級至10-12級。氣體純度每提高一個層次對純化技術(shù)就提出了更高的要求，技術(shù)難度也將顯著上升。高純、超純氣體的生產(chǎn)制備首先要對上游原料工業(yè)氣進行成分分析，其次根據(jù)雜質(zhì)成分的復(fù)雜程度來設(shè)計生產(chǎn)工藝和設(shè)備，最后分析設(shè)備需采用在線自動監(jiān)控，分析精度要求很高。

在充裝方面，氣體充裝工藝過程包括分析、置換、清潔、清洗等。首先要對儲存設(shè)備中的余氣進行純度檢測分析，檢驗其是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，若未達(dá)須先置換合格后再進行充裝，以防產(chǎn)品交叉污染。在充裝完畢并分析合格后，須進行防塵和施封后方可交付客戶使用。

在配送方面，工業(yè)氣體屬于危險化學(xué)品，必須借助專業(yè)存儲運輸設(shè)備，并嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)、安全運輸?shù)纫?guī)程操作。從事專業(yè)氣體生產(chǎn)的企業(yè)，需擁有先進的生產(chǎn)設(shè)備，積累豐富的氣體純化、容器內(nèi)壁處理、氣體充裝、氣體分析檢測等技術(shù)，并擁有大批經(jīng)驗豐富的技術(shù)團隊和工程力量。而其他行業(yè)的公司若想轉(zhuǎn)型升級為氣體行業(yè)或者特種氣體行業(yè)，都要付出高昂的轉(zhuǎn)型成本。轉(zhuǎn)型成本包括購置新的生產(chǎn)裝置、新的輔助設(shè)備、產(chǎn)品再設(shè)計成本、職工再培訓(xùn)成本等。

下游客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、綜合服務(wù)能力等要求高，客戶粘性強。氣體行業(yè)的下游絕大部分客戶是專業(yè)生產(chǎn)廠家，并非終端消費產(chǎn)品，因此難以通過廣告等常規(guī)營銷手段在短期內(nèi)建立市場品牌。下游客戶對氣體產(chǎn)品的質(zhì)量、品牌和服務(wù)的認(rèn)同需要建立在長期合作的基礎(chǔ)上。氣體開始供應(yīng)的同時，氣體供應(yīng)商的服務(wù)隨之體現(xiàn)。能夠提供綜合解決方案的供應(yīng)商由于其完善的服務(wù)，能滿足客戶多樣化的需求，并可為客戶節(jié)約成本，往往具有較強的競爭優(yōu)勢。供應(yīng)商的服務(wù)一旦得到認(rèn)可，客戶考慮質(zhì)量、服務(wù)等因素通常不會變更供應(yīng)商，客戶粘性較強。

產(chǎn)能投建和業(yè)務(wù)擴張需要較大資金投入。工業(yè)氣體行業(yè)生產(chǎn)設(shè)施要求較大規(guī)模的固定資產(chǎn)投入，同時為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，需要采用大量精密監(jiān)測和控制設(shè)備。行業(yè)內(nèi)企業(yè)在擴大業(yè)務(wù)規(guī)模的過程中，往往通過兼并收購的方式橫向布局，需要較強的資本實力。氣體供應(yīng)商需要有專業(yè)的運輸設(shè)備和特種運輸車輛，還需要對運輸?shù)娜^程等進行跟蹤監(jiān)測和嚴(yán)格控制，由此帶來的運輸及監(jiān)控設(shè)備投入也比較大。上述因素導(dǎo)致工業(yè)氣體行業(yè)具有重資產(chǎn)的特點，具有較高的資金壁壘。

工業(yè)氣體行業(yè)企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)運營需要大批專業(yè)人才。首先，業(yè)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新能力最終體現(xiàn)在技術(shù)人員的專業(yè)能力上，由于工業(yè)氣體特別是特種氣體的生產(chǎn)技術(shù)具有很強的應(yīng)用性和專業(yè)性，新進人員需要在生產(chǎn)和研發(fā)實踐中進行多年的學(xué)習(xí)和鍛煉，才能勝任技術(shù)研發(fā)工作；其次，對于企業(yè)生產(chǎn)部門來說，由于工業(yè)氣體生產(chǎn)過程中技術(shù)節(jié)點較多、組織調(diào)度復(fù)雜，基層生產(chǎn)管理人員的培養(yǎng)極為重要；最后，氣體行業(yè)作為原材料工業(yè)，產(chǎn)品銷售對象明確，銷售人員只有具備一定專業(yè)技術(shù)能力，才能精準(zhǔn)而深度地挖掘客戶需求。因此，工業(yè)氣體行業(yè)具有較高的人才壁壘。

由于行業(yè)進入壁壘較高，目前全球電子氣體行業(yè)呈寡頭壟斷格局。電子氣體前十大企業(yè)共占據(jù)全球電子氣體90%以上市場份額。其中，林德、液化空氣、大陽日酸和空氣化工四大國際巨頭市場份額合計超過70%。該等國際大型電子氣體企業(yè)一般同時從事大宗電子氣體業(yè)務(wù)和電子特種氣體業(yè)務(wù)，從事大宗電子氣體業(yè)務(wù)的企業(yè)需要在客戶建廠的同時，匹配建設(shè)氣站和供氣設(shè)施，借助其較強的技術(shù)服務(wù)能力和品牌影響力為客戶提供整體解決方案，具有很強的市場競爭力。

具體到電子特種氣體領(lǐng)域，全球主要生產(chǎn)企業(yè)有SKMaterials、關(guān)東電化、昭和電工等，該等企業(yè)在總體規(guī)模上均與四大國際巨頭存在差距，但在細(xì)分領(lǐng)域具有較強的競爭力；國內(nèi)電子特種氣體企業(yè)主要有華特氣體、金宏氣體、中船特氣、南大光電、昊華科技等。具體到我國半導(dǎo)體用電子氣體市場方面，根據(jù)隆眾資訊的數(shù)據(jù)，美國空氣化工、德國林德、日本昭和電工合計市場份額達(dá)到75%，而國產(chǎn)化率僅為15%。

電子特種氣體作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵材料，被譽為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“血液”，直接影響半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能。目前，國內(nèi)半導(dǎo)體用電子特氣市場超過八成的市場份額被外資企業(yè)壟斷，特別是高端電子特氣國內(nèi)自給率非常低，嚴(yán)重制約了我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。國際貿(mào)易摩擦、地緣政治沖突以及全球性疫情等因素更是加劇了我國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性，實現(xiàn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的電子特氣自給自足的重要性愈發(fā)凸顯。

近年來，我國相繼出臺了支持電子氣體行業(yè)發(fā)展的系列政策，為電子氣體的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。2019年10月，國家發(fā)改委發(fā)布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》，將超凈高純試劑、光刻膠、電子氣、高性能液晶材料等新型精細(xì)化學(xué)品的開發(fā)與生產(chǎn)列為鼓勵類；2020年8月，國務(wù)院發(fā)布《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，提出要聚焦高端芯片、集成電路裝備和工藝技術(shù)、集成電路關(guān)鍵材料等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)；2021年3月，全國人大頒布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》強調(diào)“發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”，提出聚集以新一代信息技術(shù)、新材料等為代表的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，增強要素保障能力，培育壯大產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能；2021年12月，國家工信部頒布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021年版）》，將集成電路用特種氣體等列為重點新材料。

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