電子特氣行業(yè)市場簡析

電子特氣行業(yè)市場簡析電子特氣為半導(dǎo)體制造關(guān)鍵材料，被稱為“芯片血液”工業(yè)氣體可分為大宗氣體和特種氣體工業(yè)氣體廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域，根據(jù)其純度和用量大小可以分為大宗氣體和特種氣體兩類。大宗氣體指大批量用于工業(yè)生產(chǎn)制造，純度小于等于99.99%（4N）的氣體；根據(jù)制備方式的不同可分為空分氣體和合成氣體。特種氣體是指那些在特定領(lǐng)域中應(yīng)用的，對氣體有特殊要求的純氣，高純氣或由高純單質(zhì)氣體配制的二元或多元混合氣，特種氣體可分為標(biāo)準(zhǔn)氣體、高純氣體（電子大宗氣體）和電子特氣。大宗氣體對純度要求較低，可分為空分氣體和合成氣體空氣氣體指利用空氣分離設(shè)備，從空氣中分離出來的工業(yè)氣體（廣義上衍生為通過物理反應(yīng)分離的工業(yè)氣體），主要通過分離空氣或工業(yè)廢氣制取?？諝鈿怏w主要包括氧氣、氮?dú)?、氬氣等，在空氣中的體積占比分別為20.95%、78.08%、0.93%。合成氣體指通過化學(xué)發(fā)應(yīng)制取的工業(yè)氣體，包括乙炔、氨氣、二氧化碳等。大宗氣體是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域。目前，大宗氣體消耗最多的行業(yè)是冶金和化工行業(yè)。新能源、半導(dǎo)體、電子信息、生物醫(yī)藥、新材料等多個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也促進(jìn)了大宗氣體應(yīng)用領(lǐng)域的延伸。電子氣體包括電子特種氣體和電子大宗氣體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。集成電路制造涉及百種電子特種氣體電子特種氣體是集成電路制造所必需的支撐性材料，廣泛應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié)，對于純度、穩(wěn)定性、包裝容器等具有較高的要求，被譽(yù)為半導(dǎo)體行業(yè)的“糧食”和“血液”。集成電路制造涉及上千道工序，工藝極其復(fù)雜，需使用上百種電子特種氣體。電子特氣廣泛應(yīng)用于集成電路、顯示面板等領(lǐng)域電子氣體在集成電路制造中，根據(jù)不同工藝，可分為摻雜用氣體、離子注入氣、清洗用氣、刻蝕用氣體和光刻氣；在顯示面板生產(chǎn)中，主要工藝分為清洗、刻蝕和薄膜沉積，其中，CVD在玻璃基板上沉積二氧化硅薄膜所使用的特種氣體，主要為三氟化氮、硅烷、磷烷、超純氨氣等；在光伏電池生產(chǎn)中，主要工藝為擴(kuò)散、薄膜沉積和刻蝕等，其中，用于擴(kuò)散工藝的主要?dú)怏w為三氯氧磷和氧氣。特種氣體物理形態(tài)特殊，配送要求嚴(yán)格特種氣體屬于精細(xì)的特殊化學(xué)品，物理形態(tài)特殊，對配送過程有特殊嚴(yán)格的要求。專業(yè)化的氣體公司在配送環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格保證產(chǎn)品純度、質(zhì)量穩(wěn)定性、安全及時性，因此需要專業(yè)的儲存、運(yùn)輸設(shè)備和豐富的運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)，對氣體公司的物流配送提出了較高的技術(shù)要求。電子特氣行業(yè)壁壘較高，屬于典型的技術(shù)密集型行業(yè)電子氣體應(yīng)用廣泛，對技術(shù)要求很高，對于氣源及其供應(yīng)系統(tǒng)有著苛刻的要求，屬于典型的技術(shù)密集型行業(yè)。行業(yè)壁壘主要體現(xiàn)在三方面：技術(shù)壁壘、認(rèn)證壁壘、資質(zhì)壁壘，其次資金壁壘、市場壁壘、人才壁壘等也構(gòu)成行業(yè)進(jìn)入壁壘。我國企業(yè)多年來不斷積極研發(fā)，目前已取得一系列技術(shù)性突破，大部分電子特氣已完成國產(chǎn)化替代，但是一些產(chǎn)品尚未被驗(yàn)證和應(yīng)用。電子特氣技術(shù)壁壘較高：氣體純度要求高其中，氣體純度是特種氣體產(chǎn)品的核心參數(shù)，要求超純、超凈，超純要求氣體純度達(dá)到4.5N、5N甚至6N、7N，純度每提升一個N以及粒子、金屬雜質(zhì)含量濃度每降低一個數(shù)量級都將帶來工藝復(fù)雜度和難度的顯著提升?；旌蠚舛裕浔鹊木仁呛诵膮?shù)，隨著產(chǎn)品組分的增加、配制精度的上升，常要求氣體供應(yīng)商能夠?qū)Χ喾Nppm乃至ppb級濃度的氣體組分進(jìn)行精細(xì)操作。電子特氣認(rèn)證周期長，客戶粘性強(qiáng)氣體質(zhì)量會決定整條生產(chǎn)線產(chǎn)品的質(zhì)量，所以集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領(lǐng)域客戶對氣體供應(yīng)商進(jìn)行選擇時，一般需要經(jīng)過廠商審核、多輪產(chǎn)品認(rèn)證等嚴(yán)格審核流程。在集成電路所領(lǐng)域，不同電子特氣之間的相互替代性較弱。具體來看，影響集成電路工藝材料選擇的因素，包括邏輯、存儲器等產(chǎn)品選型、設(shè)備選型，以及工藝條件等。不同電子特種氣體能在工藝流程中發(fā)揮獨(dú)特的作用，使得不同氣體之間的替代性較低。為保障氣體供應(yīng)穩(wěn)定，客戶在與氣體供應(yīng)商建立合作關(guān)系后不會輕易更換氣體供應(yīng)商，且供應(yīng)商會定期接收反饋以滿足下游對于氣體的定制化需求，以強(qiáng)化客戶粘性。因此，行業(yè)潛在進(jìn)入者需面對長認(rèn)證周期與強(qiáng)客戶粘性形成的認(rèn)證壁壘。資金、市場、人才也是電子特氣進(jìn)入壁壘資金壁壘:電子特氣行業(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。企業(yè)在擴(kuò)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(qiáng)的資本實(shí)力。氣體供應(yīng)商需要有專業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備和特種運(yùn)輸車輛，還需要對運(yùn)輸?shù)娜^程等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測和嚴(yán)格控制，由此帶來的運(yùn)輸及監(jiān)控設(shè)備投入也比較大。市場壁壘: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。一般情況下，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(qiáng)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。人才壁壘:工業(yè)氣體特別是特種氣體的相關(guān)研發(fā)、生產(chǎn)與銷售專業(yè)性都較強(qiáng)，工業(yè)氣體行業(yè)企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)運(yùn)營需要大批專門人才。下游三大需求領(lǐng)域強(qiáng)力驅(qū)動，中國電子特氣市場規(guī)模高速增長電子特氣主要應(yīng)用于集成電路，半導(dǎo)體耗材中僅次于硅片從全球來看，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%，而我國電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占比為42%，主要原因在于我國的集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模與世界先進(jìn)國家還存在一定差距。從半導(dǎo)體市場構(gòu)成來看，電子特氣為晶圓制造過程中的第二大耗材，占比接近14%，僅次于硅片。電子特氣廣泛應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的性能、成品率、集成度等方面均具有重要影響。受益于技術(shù)進(jìn)步與下游需求拉動，國內(nèi)外半導(dǎo)體材料市場規(guī)模波動上升受益于5G、人工智能、消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域的需求拉動，全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模呈現(xiàn)波動向上的態(tài)勢。2016-2021年半導(dǎo)體材料的市場規(guī)模由428.2億美元提升至643億美元，CAGR為8.47%，根據(jù)SEMI預(yù)測，2023年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模預(yù)計(jì)突破700億美元，同比提升0.29%。伴隨著國內(nèi)半導(dǎo)體材料廠商技術(shù)水平和研發(fā)能力的提升，中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模提升速度高于全球。2017-2021年國內(nèi)半導(dǎo)體材料市場規(guī)模由76.3億美元提升至119.3億美元，CAGR達(dá)到11.82%，根據(jù)SEMI預(yù)測，2023年市場規(guī)模預(yù)計(jì)為149億美元，同比提升12.02%。邏輯與存儲芯片占半導(dǎo)體市場份額比重超過50%集成電路簡稱IC，是采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容等元件集成在半導(dǎo)體晶圓上，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)，占全球半導(dǎo)體市場份額的83%。集成電路可進(jìn)一步細(xì)分為承擔(dān)計(jì)算功能的邏輯芯片、承擔(dān)存儲功能的存儲芯片，承擔(dān)傳輸與能源供給功能的模擬芯片以及將運(yùn)算、存儲等功能集成于一個芯片之上的微控制單元（MCU），它們的市場份額分別占到半導(dǎo)體總體市場份額的28.22%、27.39%、13.28%、14.11%，邏輯芯片與存儲芯片合計(jì)占比超過50%。而非集成電路半導(dǎo)體元件（分立器件、光電子器件、傳感器）的市場份額占半導(dǎo)體總體市場份額的17%。常見的邏輯芯片有CPU（中央處理器）、GPU（圖像處理器）、ASIC（專用處理器）與FGPA（現(xiàn)場可編程門陣列）。芯片巨頭美光未通過中國網(wǎng)絡(luò)安全審查，國產(chǎn)存儲芯片有望受益從存儲芯片細(xì)分產(chǎn)品來看，DRAM和NANDFlash占據(jù)了存儲芯片95%左右的市場份額，DRAM、NANDFlash和NORFlash為存儲芯片三大主流產(chǎn)品。2020年，全球DRAM市場中三星、SK海力士、美光市場份額分別達(dá)到42.71%、29.27%、22.52%；NANDFlash經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了由三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士、英特爾六大原廠組成的穩(wěn)定市場格局。全球存儲芯片行業(yè)集中度較高，2020年DRAM和NANDFlash市場CR5分別達(dá)到98.48%、89.17%，NORFlash市場CR5也達(dá)到78.4%。2023年5月21日晚間，網(wǎng)絡(luò)安全審查辦公室發(fā)布通告稱，美光公司在華銷售的產(chǎn)品未通過網(wǎng)絡(luò)安全審查。按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》等法律法規(guī)，我國內(nèi)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營者應(yīng)停止采購美光公司產(chǎn)品。在此情況下，原本美光的中國客戶可能會轉(zhuǎn)而采購三星、SK海力士，以及中國存儲芯片企業(yè)長江存儲、長鑫存儲等企業(yè)的產(chǎn)品。國產(chǎn)替代勢在必行全球電子特氣市場呈現(xiàn)海外寡頭壟斷格局由于電子特種氣體具有較高的行業(yè)壁壘，所以導(dǎo)致全球電子特氣行業(yè)市場集中較高，主要由海外主導(dǎo)，全球氣體行業(yè)形成了德國林德集團(tuán)、法國液化空氣集團(tuán)、日本大陽日酸、美國空氣化工產(chǎn)品公司四家巨頭公司壟斷的行業(yè)格局，總共占據(jù)全球七成以上的市場份額。在中國，由于國內(nèi)氣體產(chǎn)業(yè)起步較晚，存在數(shù)量多、規(guī)模小、產(chǎn)品單一的特點(diǎn)，目前市場仍由早期進(jìn)入市場的國外企業(yè)壟斷。2020年中國電子特氣市場前四企業(yè)分別為美國空氣化工、德國林德集團(tuán)、法國液化空氣、日本大陽日酸，占比分別為24.8%、22.60%、22.30%、16.10%。電子特氣國產(chǎn)替代不斷加速半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化率成長大致可分為認(rèn)證導(dǎo)入階段、加速放量階段以及穩(wěn)步提升階段三個階段。在多方因素的驅(qū)動下，國產(chǎn)電子特氣的替代進(jìn)程已進(jìn)入放量加速的初始階段。需求方面，下游Fab廠的逆周期擴(kuò)產(chǎn)將會為電子特氣帶來需求的持續(xù)增長。政策方面，《中國制造2025》提出了我國70%的核心基礎(chǔ)零部件以及關(guān)鍵基礎(chǔ)材料需實(shí)現(xiàn)自主保障的規(guī)劃，為電子特氣國產(chǎn)化提供了政策指導(dǎo)和支持。規(guī)模方面，未來三年，當(dāng)本土產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)后，氣體產(chǎn)品的穩(wěn)定性、性價(jià)比，以及定制化等方面的優(yōu)勢將更為顯著。因此，電子特氣國產(chǎn)化進(jìn)程將在市場因素的主導(dǎo)下全面催化，迎來加速放量周期。主要特種氣體介紹電子特氣前十大品種占比達(dá)到56%，主要產(chǎn)品為三氟化氮、六氟化鎢從電子特氣細(xì)分氣體來看，前十大品種市場份額占比達(dá)到56%。據(jù)LinxConsulting統(tǒng)計(jì)，2021年全球主要電子特氣品種三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯、氨氣市場規(guī)模分別為8.8億、3.4億、3.1億、1.9億美元，前十大品種市場規(guī)模合計(jì)25.4億美元，約占全球電子特氣市場份額56%。三氟化氮：電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子蝕刻氣體和反應(yīng)腔清洗劑三氟化氮：在常溫下是一種無色、無臭、性質(zhì)穩(wěn)定的氣體，是一種強(qiáng)氧化劑。高純?nèi)哂袃?yōu)異的蝕刻速率和選擇性(對氧化硅和硅)，它在蝕刻時，在蝕刻物表面不留任何殘留物，是電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子蝕刻氣體和反應(yīng)腔清洗劑，廣泛應(yīng)用于制造半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、光伏電池(非晶硅薄膜電池)等領(lǐng)域。三氟化氮制備方法可分為兩類，一類是電解法，另一類是化學(xué)氟化。目前國內(nèi)廠家主要采用熔融鹽電解法,而歐美廠家多采用化學(xué)氟化法。六氟化鎢（WF6）是唯一能穩(wěn)定存在的鎢的氟化物，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成領(lǐng)域六氟化鎢（WF6）是唯一能穩(wěn)定存在的鎢的氟化物，具有極強(qiáng)的腐蝕性，可根據(jù)外界環(huán)境的變化表現(xiàn)出靈活的物化性能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。六氟化鎢在電子工業(yè)中主要作為集成電路的配線材料使用，其在經(jīng)過化學(xué)氣相沉積工藝后可形成金屬鎢導(dǎo)體膜，鎢導(dǎo)體膜在集成電子學(xué)中通常被用作高傳導(dǎo)性的互連金屬、金屬層間的通孔和垂直接觸的接觸孔以及鋁和硅間的隔離層，因此被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成領(lǐng)域；另外，六氟化鎢還可以應(yīng)用于太陽能吸收器以及X射線發(fā)射電極的制造、導(dǎo)電漿糊等電子元器原材料。六氯化鎢的生產(chǎn)工藝主要為氟化劑氧化法，涉及合成和提純等步驟。工業(yè)上采用鎢粉與氟化劑反應(yīng)制備六氟化鎢，常用的氟化劑是氟氣，氟氣與鎢粉反應(yīng)合成初級六氟化鎢，再通過多步提純使產(chǎn)品達(dá)到高純要求，經(jīng)過精餾之后的六氟化鎢純度可達(dá)到99.999%以上。六氟化鎢主要用于半導(dǎo)體工業(yè)和碳化鎢的生產(chǎn)行業(yè)，其中半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)占全球六氟化鎢下游總消費(fèi)量的近76％。國內(nèi)公司積極加速研發(fā)華特氣體：深耕氣體行業(yè)二十余年，特種氣體國產(chǎn)化先行者深耕氣體行業(yè)二十年，從發(fā)展普通工業(yè)氣體轉(zhuǎn)向電子特種氣體：公司1999年成立于廣東佛山，從事普通工業(yè)氣體的充裝、零售;2005年公司基本完善珠三角的氣體銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并正式確立特種氣體為研發(fā)方向;2012年成立亞太氣體子公司，銷售網(wǎng)絡(luò)向海外擴(kuò)張;公司在氣體純化、氣體混配、氣瓶處理、分析檢測等特種氣體生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)形成了自主研發(fā)的核心技術(shù)，技術(shù)水平均達(dá)到國際先進(jìn)水平。金宏氣體：深耕氣體行業(yè)二十余年，民營工業(yè)氣體龍頭深耕氣體行業(yè)20多年的綜合型氣體龍頭企業(yè)：公司成立于1999年，成立以來一直深耕氣體行業(yè)達(dá)20多年，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，目前主要產(chǎn)品覆蓋超純氨、高純氧化亞氮、正硅酸乙酯、高純二氧化碳、高純氫等特種氣體；氧氣、氮?dú)狻鍤?、二氧化碳、乙炔等大宗氣體；天然氣和液化石