電子特氣為半導體制造關(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，特種氣體可分為標準氣體、 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、氮氣、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，被譽為半導體行業(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，主要工藝為擴散、薄膜沉積和刻蝕等，其中，用于擴散工藝的主要氣體為三氯氧磷和氧氣 。

特種氣體物理形態(tài)特殊，配送要求嚴格

特種氣體屬于精細的特殊化學品，物理形態(tài)特殊，對配送過程有特殊嚴格的要求。專業(yè)化的氣體公司在配送環(huán)節(jié)需要嚴格保證 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、運輸設(shè)備和豐富的運維管理經(jīng)驗，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雜度和難度的顯著提升。混合氣而言，配比的 精度是核心參數(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 進行精細操作。

電子特氣認證周期長，客戶粘性強

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)商進行選 擇時，一般需要經(jīng)過廠商審核、多輪產(chǎn)品認證等嚴格審核流程。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，以強化客戶粘性。因此，行業(yè)潛在進入者需面對長認證周期與強客戶粘性形成的認證壁壘。

資金、市場、人才也是電子特氣進入壁壘

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)測和嚴格控制，由此帶來的運輸及監(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，往往具有較強的競爭優(yōu)勢。供應(yīng)商的服務(wù)一 旦得到認可，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，工業(yè)氣體行業(yè)企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)運營需要大批專門 人才。

下游三大需求領(lǐng)域強力驅(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)模與世界先進國家還存在一定差距。 從半導體市場構(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)進步與下游需求拉動，國內(nèi)外半導體材料市場規(guī)模波動上升

受益于5G、人工智能、消費電子、汽車電子等領(lǐng)域的需求拉動，全球半導體材料市場規(guī)模呈現(xiàn)波動向上的態(tài)勢。2016-2021年 半導體材料的市場規(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年全球半導體材料市場規(guī)模預(yù)計 突破700億美元，同比提升0.29%。 伴隨著國內(nèi)半導體材料廠商技術(shù)水平和研發(fā)能力的提升，中國半導體材料市場規(guī)模提升速度高于全球。2017-2021年國內(nèi)半導 體材料市場規(guī)模由76.3億美元提升至119.3億美元，CAGR達到11.82%，根據(jù)SEMI預(yù)測，2023年市場規(guī)模預(yù)計為149億美元，同 比提升12.02%。

邏輯與存儲芯片占半導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)，占全球半導體市場份額的83%。 集成電路可進一步細分為承擔計算功能的邏輯芯片、承擔存儲功能的存儲芯片，承擔傳輸與能源供給功能的模擬芯片以及將運算、 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占比超過50%。而非集成電路半導體元件（分立器件、光電子器件、傳感器）的市場份額占半導體 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

從存儲芯片細分產(chǎn)品來看，DRAM和NAND Flash占據(jù)了存儲芯片95%左右的市場份額，DRAM、NAND Flash和NOR Flash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到42.71%、29.27%、22.52%；NAND Flash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NAND Flash市場CR5分別達到98.48%、89.17%，NOR Flash市場CR5也達到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，所以導致全球電子特氣行業(yè)市場集中較高，主要由海外主導，全球氣體行業(yè)形成了 德國林德集團、法國液化空氣集團、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，目前市場仍由早期進入市場的國外企業(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、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

半導體材料國產(chǎn)化率成長大致可分為認證導入階段、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 子特氣的替代進程已進入放量加速的初始階段。需求方面，下游Fab廠的逆周期擴產(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 了政策指導和支持。規(guī)模方面，未來三年，當本土產(chǎn)品實現(xiàn)規(guī)模化供應(yīng)后，氣體產(chǎn)品的穩(wěn)定性、性價比，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)化進程將在市場因素的主導下全面催化，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到56%，主要產(chǎn)品為三氟化氮、六氟化鎢

從電子特氣細分氣體來看，前十大品種市場份額占比達到56%。據(jù)Linx Consulting統(tǒng)計，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)過化學氣相沉積工藝 后可形成金屬鎢導體膜，鎢導體膜在集成電子學中通常被用作高傳導性的互連金屬、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)品達到高純要求，經(jīng)過精餾之后的六氟化鎢純度 可達到99.999%以上。 六氟化鎢主要用于半導體工業(yè)和碳化鎢的生產(chǎn)行業(yè)，其中半導體產(chǎn)業(yè)占全球六氟化鎢下游總消費量的近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)水平均達到國際先進水平。

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20多年，規(guī)模持續(xù)擴大，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、氮氣、氬氣、二氧化碳、乙炔 等大宗氣體；天然氣和液化石油氣等燃氣。公司致力于成為綜合性氣體供應(yīng)商和成為氣體行業(yè)的領(lǐng)跑者，自2020年至2022年， 公司控股的分子公司已經(jīng)由27家上升到61家，布局的區(qū)域從6個增加到15個。

昊華科技：產(chǎn)學研一體的含氟氣體供應(yīng)商

昊華科技前身是四川天一科技股份有限公司，2018年年底完成11家科技型研究所的收購,2019年更名為昊華科技并于年底收 購西南院,2020年設(shè)立昊華氣體有限公司,至此,昊華科技形成了12家科研機構(gòu)+1家企業(yè)的形式,公司涵蓋高端氟材料、電子化 學品、航空化工材料及碳減排四大業(yè)務(wù)板塊，業(yè)務(wù)范圍從以提供技術(shù)服務(wù)為主導轉(zhuǎn)變?yōu)橐匝邪l(fā)、生產(chǎn)、銷售一體化發(fā)展的經(jīng) 營模式。

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