電子特種氣體國產替代空間廣闊

• 柯壯賓 2023年5月10日 來源：中研網 967 61
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電子特種氣體作為半導體制造的關鍵材料，被譽為半導體產業的“血液”，直接影響半導體產品的性能。目前，國內半導體用電子特氣市場超過八成的市場份額被外資企業壟斷，特別是高端電子特氣國內自給率低，對我國半導體產業的健康穩定發展形成制約。在國際貿易摩擦、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、半導體照明、光伏等行業生產制造過程中不可或缺的關鍵性材料。電子特種氣體主要應用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環節，涉及的氣體種類較多。電子大宗氣體主要用作環境氣、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

從供應模式來看，電子氣體供應模式可以分為零售供氣和現場制氣。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或對外采購液態氣，經過充裝等工藝生產瓶裝液態氣銷售給下游客戶。瓶裝氣銷售規模較小，運輸半徑較小。儲槽供氣是經過分裝等工藝處理后，通過專用的包裝容器和車輛送達客戶端，將低溫液體產品儲存在客戶端的儲罐中，供客戶按規模要求自行氣化使用。現場制氣指的是在客戶現場建立氣體生產裝置，直接向單一客戶供應或通過管道向工業園區內的多個客戶供應工業氣體。

近年來，隨著國內集成電路、液晶面板、LED、光纖通信、光伏、醫療健康、節能環保、新材料、新能源、高端裝備制造、食品等產業的快速發展，新興分散用氣市場不斷發展壯大，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。由于外資企業在國內的發展戰略主要定位于大型現場制氣市場，因此零售氣市場與中小型現場制氣市場已成為內資企業爭奪的焦點。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。部分氣體零售企業已在各自區域內建立了先發優勢，并不斷通過兼并收購的方式將銷售網絡擴展到其他區域。

集成電路是電子特氣下游第一大需求領域。根據中船特氣招股說明書，前瞻產業研究院數據顯示，從全球來看，電子特種氣體應用于集成電路行業的需求占市場總需求的71%，應用于顯示面板行業的需求占市場總需求的18%。從我國來看，電子特種氣體應用于集成電路行業的需求占市場總需求的42%，應用于顯示面板行業的需求占市場總需求的37%。我國電子特氣的需求結構中，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業技術水平和產業規模與世界先進國家和地區還存在一定差距，而顯示面板產業經過多年持續發展，我國已成為全球最大的產業基地。

我國集成電路市場規模、產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ICInsights的數據，我國集成電路市場需求2021年為1865億美元，2026年預計達到2745億美元，年均復合增速約8%。我國2021年集成電路產值為311億美元，相對于市場需求的自給率為16.70%，預計2026年產值將達到582億美元，年均復合增速約13%，自給率將進一步提高到21.20%。我國集成電路市場規模及產業規模持續擴大，將引領我國電子特種氣體市場進入快速發展時期。

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。顯示面板行業早期主要集中在日本、韓國以及中國臺灣，在國家產業政策支持、技術實現突破等多重利好因素的推動下，我國顯示面板行業取得了長足進步，形成了以京東方、TCL科技、深天馬、維信諾等重點企業領銜的產業集群，在全球產能中占比超過六成，是全球第一大顯示面板產業集中地。Frost&Sullivan資料顯示，預計2020年至2024年中國顯示面板市場規模年均復合增速為6.34%，將保持平穩較快增長，有利于進一步帶動電子特種氣體市場穩健發展。

全球電子特種氣體市場有望保持較快增長。根據中船特氣招股說明書，TECHCET數據顯示，2021年，全球電子氣體的市場規模約為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年年均復合增速約5.30%。伴隨著集成電路及其他相關行業的需求增長，電子特種氣體作為其生產過程中的重要原材料之一，市場規模有望呈較快增長趨勢，預計2025年全球電子特種氣體市場容量將超過60億美元，2021-2025年年均復合增速預計達到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測規模及集成電路用電子特種氣體需求占比的數據測算，全球集成電路電子特種氣體規模2021年為32.22億美元，預計2025年有望達到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SEMI的數據，預計2025年中國電子氣體市場規模將從2021年的195.77億元提升到316.60億元，2021-2025年的年均復合增速達到12.77%。我國電子氣體市場規模的增速有望明顯高于全球電子氣體，未來有較大發展空間。

根據中研普華產業研究院數據，我國集成電路用電子氣體的市場規模2020年為76億元，2021年增長至為85億元，預計2025年規模將達到134億元，2021-2025年的年均復合增速為12.05%，步入快速發展的軌道。根據隆眾資訊的數據，在半導體產業原材料中，電子氣體（含電子大宗氣體和電子特種氣體）在半導體材料市場中的規模占比達14%，是僅次于硅片的第二大市場需求材料。根據ICMtia統計數據測算，中國集成電路用電子氣體中，電子特種氣體市場規模約占64%，則對應我國2021年集成電路用電子特種氣體市場規模約54億元。

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

半導體行業對電子氣體純度要求高，檢測、提純等技術難度大。半導體行業對于氣源及其供應系統有著嚴苛的要求，電子氣體的深度提純難度大，而純度是氣體質量最重要的指標。在芯片加工過程中，微小的氣體純凈度差異將導致整個產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就提出了更高的要求，技術難度也將顯著上升。高純、超純氣體的生產制備首先要對上游原料工業氣進行成分分析，其次根據雜質成分的復雜程度來設計生產工藝和設備，最后分析設備需采用在線自動監控，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。首先要對儲存設備中的余氣進行純度檢測分析，檢驗其是否達到標準要求，若未達須先置換合格后再進行充裝，以防產品交叉污染。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，工業氣體屬于危險化學品，必須借助專業存儲運輸設備，并嚴格按照安全生產、安全運輸等規程操作。從事專業氣體生產的企業，需擁有先進的生產設備，積累豐富的氣體純化、容器內壁處理、氣體充裝、氣體分析檢測等技術，并擁有大批經驗豐富的技術團隊和工程力量。而其他行業的公司若想轉型升級為氣體行業或者特種氣體行業，都要付出高昂的轉型成本。轉型成本包括購置新的生產裝置、新的輔助設備、產品再設計成本、職工再培訓成本等。

下游客戶對產品質量、綜合服務能力等要求高，客戶粘性強。氣體行業的下游絕大部分客戶是專業生產廠家，并非終端消費產品，因此難以通過廣告等常規營銷手段在短期內建立市場品牌。下游客戶對氣體產品的質量、品牌和服務的認同需要建立在長期合作的基礎上。氣體開始供應的同時，氣體供應商的服務隨之體現。能夠提供綜合解決方案的供應商由于其完善的服務，能滿足客戶多樣化的需求，并可為客戶節約成本，往往具有較強的競爭優勢。供應商的服務一旦得到認可，客戶考慮質量、服務等因素通常不會變更供應商，客戶粘性較強。

產能投建和業務擴張需要較大資金投入。工業氣體行業生產設施要求較大規模的固定資產投入，同時為了保證產品質量的穩定性，需要采用大量精密監測和控制設備。行業內企業在擴大業務規模的過程中，往往通過兼并收購的方式橫向布局，需要較強的資本實力。氣體供應商需要有專業的運輸設備和特種運輸車輛，還需要對運輸的全過程等進行跟蹤監測和嚴格控制，由此帶來的運輸及監控設備投入也比較大。上述因素導致工業氣體行業具有重資產的特點，具有較高的資金壁壘。

工業氣體行業企業的研發生產運營需要大批專業人才。首先，業內生產企業的自主研發和創新能力最終體現在技術人員的專業能力上，由于工業氣體特別是特種氣體的生產技術具有很強的應用性和專業性，新進人員需要在生產和研發實踐中進行多年的學習和鍛煉，才能勝任技術研發工作；其次，對于企業生產部門來說，由于工業氣體生產過程中技術節點較多、組織調度復雜，基層生產管理人員的培養極為重要；最后，氣體行業作為原材料工業，產品銷售對象明確，銷售人員只有具備一定專業技術能力，才能精準而深度地挖掘客戶需求。因此，工業氣體行業具有較高的人才壁壘。

由于行業進入壁壘較高，目前全球電子氣體行業呈寡頭壟斷格局。電子氣體前十大企業共占據全球電子氣體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一般同時從事大宗電子氣體業務和電子特種氣體業務，從事大宗電子氣體業務的企業需要在客戶建廠的同時，匹配建設氣站和供氣設施，借助其較強的技術服務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域，全球主要生產企業有SKMaterials、關東電化、昭和電工等，該等企業在總體規模上均與四大國際巨頭存在差距，但在細分領域具有較強的競爭力；國內電子特種氣體企業主要有華特氣體、金宏氣體、中船特氣、南大光電、昊華科技等。具體到我國半導體用電子氣體市場方面，根據隆眾資訊的數據，美國空氣化工、德國林德、日本昭和電工合計市場份額達到75%，而國產化率僅為15%。

電子特種氣體作為半導體制造的關鍵材料，被譽為半導體產業的“血液”，直接影響半導體產品的性能。目前，國內半導體用電子特氣市場超過八成的市場份額被外資企業壟斷，特別是高端電子特氣國內自給率非常低，嚴重制約了我國半導體產業的健康穩定發展。國際貿易摩擦、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體供應鏈的不穩定性，實現半導體領域的電子特氣自給自足的重要性愈發凸顯。

近年來，我國相繼出臺了支持電子氣體行業發展的系列政策，為電子氣體的發展提供了良好的政策環境。2019年10月，國家發改委發布《產業結構調整指導目錄（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化學品的開發與生產列為鼓勵類；2020年8月，國務院發布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，提出要聚焦高端芯片、集成電路裝備和工藝技術、集成電路關鍵材料等關鍵核心技術研發；2021年3月，全國人大頒布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》強調“發展壯大戰略性新興產業”，提出聚集以新一代信息技術、新材料等為代表的戰略性新興產業，加快關鍵核心技術創新應用，增強要素保障能力，培育壯大產業發展新動能；2021年12月，國家工信部頒布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄（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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