电子特种气体国产替代空间广阔
时间: 2024-09-07 17:52:20 | 作者: 新闻中心
电子特种气体作为半导体制造的关键材料，被誉为半导体产业的“血液”，直接影响半导体产品的性能。目前，国内半导体用电子特气市场超过八成的市场占有率被外资企业垄断，特别是高端电子特气国内自给率低，对我国半导体产业的健康稳定发展形成制约。在国际贸易摩擦、地缘政
电子气体包括电子特种气体和电子大宗气体，是集成电路、显示面板、半导体照明、光伏等行业生产制作的完整过程中不可或缺的关键性材料。电子特种气体主要使用在于光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节，涉及的气体种类较多。电子大宗气体主要用作环境气、保护气和载体等，主要种类包括氮气、氧气、氩气、二氧化碳等。
从供应模式来看，电子气体供应模式可大致分为零售供气和现场制气。其中零售供气包括瓶装供气和储槽供气两种方式。具体来看，瓶装供气指的是通过自产或对外采购液态气，经过充装等工艺生产瓶装液态气销售给下游客户。瓶装气销售规模较小，运输半径较小。储槽供气是经过分装等工艺处理后，通过专用的包装容器和车辆送达客户端，将低温液体产品储存在客户端的储罐中，供客户按规模要求自行气化使用。现场制气指的是在客户现场建立气体生产装置，直接向单一客户供应或通过管道向工业园区内的多个客户供应工业气体。
近年来，随着国内集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、高端装备制造、食品等产业的加快速度进行发展，新兴分散用气市场持续不断的发展壮大，这一市场的特点是客户对单一气体需求量比较小，但对气体品种需求较多，供气方式以零售为主。由于外资企业在国内的发展的策略主要定位于大型现场制气市场，因此零售气市场与中小型现场制气市场已成为内资企业争夺的焦点。零售气市场在我国起步较晚，且由于大宗气体运输半径的限制而具有较强的地域性特点。部分气体零售企业已在各自区域内建立了先发优势，并不断通过兼并收购的方式将销售网络扩展到其他区域。
集成电路是电子特气下游第一大需求领域。根据中船特气招股说明书，前瞻产业研究院多个方面数据显示，从全球来看，电子特种气体应用于集成电路行业的需求占市场总需求的71%，应用于显示面板行业的需求占市场总需求的18%。从我国来看，电子特种气体应用于集成电路行业的需求占市场总需求的42%，应用于显示面板行业的需求占市场总需求的37%。我国电子特气的需求结构中，集成电路需求占比明显低于全球水平，根本原因是我国的集成电路产业技术水平和产业规模与世界先进国家和地区还存在一定差距，而显示面板产业经过多年持续发展，我国已成为全世界最大的产业基地。
我国集成电路市场规模、产值有望保持较快增长，从而推动电子特气市场逐步扩大。根据ICInsights的数据，我国集成电路市场需求2021年为1865亿美元，2026年预计达到2745亿美元，年均复合增速约8%。我国2021年集成电路产值为311亿美元，相对于市场需求的自给率为16.70%，预计2026年产值将达到582亿美元，年均复合增速约13%，自给率将进一步提升到21.20%。我国集成电路市场规模及产业规模持续扩大，将引领我国电子特种气体市场进入加快速度进行发展时期。
我国显示面板市场有望维持较快增长，拉动电子特气需求提升。显示面板行业早期大多分布在在日本、韩国以及中国台湾，在国家产业政策支持、技术实现突破等多重利好因素的推动下，我国显示面板行业取得了长足进步，形成了以京东方、TCL科技、深天马、维信诺等重点企业领衔的产业集群，在全球产能中占比超过六成，是全球第一大显示面板产业集中地。Frost&Sullivan资料显示，预计2020年至2024年中国显示面板市场规模年均复合增速为6.34%，将保持平稳较快增长，有利于进一步带动电子特种气体市场稳健发展。
全球电子特种气体市场有望保持较快增长。根据中船特气招股说明书，TECHCET多个方面数据显示，2021年，全球电子气体的市场规模约为62.51亿美元，其中电子特种气体占比72.60%，电子大宗气体占比27.40%。具体来看，电子特种气体方面，全球电子特种气体的市场规模2017年约为36.91亿美元，2020年增长至41.85亿美元，2021年进一步增长至45.38亿美元，2017-2021年年均复合增速约5.30%。伴随着集成电路及其他相关行业的需求量开始上涨，电子特种气体作为其生产的全部过程中的重要原材料之一，市场规模有望呈较快增长趋势，预计2025年全球电子特种气体市场容量将超过60亿美元，2021-2025年年均复合增速预计达到7.33%。
具体到集成电路用电子特气方面，参考全球电子特种气体市场预测规模及集成电路用电子特种气体需求占比的数据测算，全球集成电路电子特种气体规模2021年为32.22亿美元，预计2025年有望达到42.76亿美元。
我国电子气体市场增速有望明显高于全球水平。中国市场方面，根据SEMI的数据，预计2025年中国电子气体市场规模将从2021年的195.77亿元提升到316.60亿元，2021-2025年的年均复合增速达到12.77%。我国电子气体市场规模的增速有望明显高于全球电子气体，未来有较大发展空间。
根据中研普华产业研究院数据，我国集成电路用电子气体的市场规模2020年为76亿元，2021年增长至为85亿元，预计2025年规模将达到134亿元，2021-2025年的年均复合增速为12.05%，步入加快速度进行发展的轨道。根据隆众资讯的数据，在半导体产业原材料中，电子气体（含电子大宗气体和电子特种气体）在半导体材料市场中的规模占比达14%，是仅次于硅片的第二大市场需求材料。根据ICMtia统计数据测算，中国集成电路用电子气体中，电子特种气体市场规模约占64%，则对应我国2021年集成电路用电子特种气体市场规模约54亿元。
电子气体尤其是半导体用电子气体行业进入门槛高，在技术积累、市场开拓、资产金额的投入和人才储备等方面都对企业提出了较高的要求。
半导体行业对电子气体纯度要求高，检测、提纯等技术难度大。半导体行业对于气源及其供应系统有着严苛的要求，电子气体的深度提纯难度大，而纯度是气体质量最重要的指标。在芯片工艺流程中，微小的气体纯净度差异将导致整个产品性能的降低甚至报废。电子气体纯度往往要求5N以上级别，还要将金属元素净化到10-9级至10-12级。气体纯度每提高一个层次对纯化技术就提出了更高的要求，技术难度也将显著上升。高纯、超纯气体的生产制备首先要对上游原料工业气进行成分分析，其次根据杂质成分的复杂程度来设计生产的基本工艺和设备，最后分析设备需采用在线自动监控，分析精度要求很高。
在充装方面，气体充装工艺过程包括分析、置换、清洁、清洗等。首先要对储存设备中的余气进行纯度检测分析，检验其是不是达到规定要求，若未达须先置换合格后再进行充装，以防产品交叉污染。在充装完毕并分析合格后，须进行防尘和施封后方可交付客户使用。
在配送方面，工业气体属于危险化学品，必须借助专业存储运输设备，并严格按照安全生产、安全运输等规程操作。从事专业气体生产的企业，需有着先进的生产设备，积累丰富的气体纯化、容器内壁处理、气体充装、气体分析检测等技术，并拥有大批经验比较丰富的技术团队和工程力量。而别的行业的公司若想转变发展方式与经济转型为气体行业或者特种气体行业，都要付出高昂的转型成本。转型成本包括购置新的生产装置、新的辅助设备、产品再设计成本、职工再培训成本等。
下游客户对产品质量、综合服务能力等要求高，客户粘性强。气体行业的下游绝大部分客户是专业生产厂商，并非终端消费产品，因此难以通过广告等常规营销手段在短期内建立市场品牌。下游客户对气体产品的质量、品牌和服务的认同要建立在长期合作的基础上。气体开始供应的同时，气体供应商的服务随之体现。可提供综合解决方案的供应商由于其完善的服务，能实现用户多样化的需求，并可为客户节省本金，往往具有较强的竞争优势。供应商的服务一旦得到认可，客户考虑质量、服务等因素通常不会变更供应商，客户粘性较强。
产能投建和业务扩张需要较大资产金额的投入。工业气体行业生产设施要求较大规模的固定资产投入，同时为了能够更好的保证产品质量的稳定性，需要采用大量精密监测和控制设备。行业内企业在扩大业务规模的过程中，往往通过兼并收购的方式横向布局，需要较强的资本实力。气体供应商需要有专业的运输设备和特种运输车辆，还需要对运输的全过程等进行跟踪监测和严控，由此带来的运输及监控设备投入也比较大。上述因素导致工业气体行业具有重资产的特点，具有较高的资金壁垒。
工业气体行业企业的研发生产运行需要大批专业人才。首先，业内生产企业的自主研发和创造新兴事物的能力最终体现在技术人员的专业能力上，由于工业气体特别是特种气体的生产技术有着非常强的应用性和专业性，新进人需要在生产和研发实践中进行多年的学习和锻炼，才能胜任研发技术工作；其次，对公司生产部门来说，由于工业气体生产的全部过程中技术节点较多、组织调度复杂，基层生产管理人员的培养很重要；最后，气体行业作为原材料工业，产品营销售卖对象明确，销售人员只有具备一定专业方面技术能力，才能精准而深度地挖掘客户的真实需求。因此，工业气体行业具有较高的人才壁垒。
由于行业进入壁垒较高，目前全球电子气体行业呈寡头垄断格局。电子气体前十大企业共占据全球电子气体90%以上市场占有率。其中，林德、液化空气、大阳日酸和空气化工四大国际巨头市场占有率合计超过70%。该等国际大型电子气体企业一般同时从事大宗电子气体业务和电子特种气体业务，从事大宗电子气体业务的企业要在客户建厂的同时，匹配建设气站和供气设施，借助其较强的技术服务能力和品牌影响力为客户提供整体解决方案，有着非常强的市场竞争力。
具体到电子特种气体领域，全球主要生产企业有SKMaterials、关东电化、昭和电工等，该等企业在总体规模上均与四大国际巨头存在差距，但在细致划分领域具有较强的竞争力；国内电子特种气体企业主要有华特气体、金宏气体、中船特气、南大光电、昊华科技等。具体到我国半导体用电子气体市场方面，根据隆众资讯的数据，美国空气化工、德国林德、日本昭和电工合计市场占有率达到75%，而国产化率仅为15%。
电子特种气体作为半导体制造的关键材料，被誉为半导体产业的“血液”，直接影响半导体产品的性能。目前，国内半导体用电子特气市场超过八成的市场占有率被外资企业垄断，特别是高端电子特气国内自给率非常低，严重制约了我国半导体产业的健康稳定发展。国际贸易摩擦、地理政治学冲突以及全球性疫情等因素更是加剧了我国半导体供应链的不稳定性，实现半导体领域的电子特气自给自足的重要性愈发凸显。
近年来，我国相继出台了支持电子气体行业发展的系列政策，为电子气体的发展提供了良好的政策环境。2019年10月，国家发改委发布《产业体系调整指导目录（2019年本）》，将超净高纯试剂、光刻胶、电子气、高性能液晶材料等新型精细化学品的开发与生产列为鼓励类；2020年8月，国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高水平发展的若干政策》，提出要聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料等关键核心研发技术；2021年3月，全国人大颁布的《中华人民共和国国民经济与社会持续健康发展第十四个五年规划和2035年远大目标纲要》强调“发展壮大战略性新兴起的产业”，提出聚集以新一代信息技术、新材料等为代表的战略性新兴起的产业，加快关键核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大产业高质量发展新动能；2021年12月，国家工信部颁布的《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》，将集成电路用特种气体等列为重点新材料。
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