中國稀有氣體行業(yè)市場深度解答

一、稀有氣體綜述

稀有氣體是指元素周期表上所有0族元素對應的氣體單質(zhì)，也稱為惰性氣體。在常溫常壓下，它們都是無色無味的單原子氣體，很難進行化學反應。稀有氣體共有7種，它們是氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）、氪氣（Kr）、氙氣（Xe）、氡氣（Rn，放射性）、氣奧（Og，放射性，人造元素）。

空氣中各種氣體含量情況（單位：%）

資料來源：公開資料整理

氙氣氪氣的下游應用領(lǐng)域廣泛，在現(xiàn)代工業(yè)體系中有著重要地位。氙氣和氪氣在電子、醫(yī)療器械、氣體激光器與等離子流等工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有著極其廣泛的應用。在電子領(lǐng)域，氙氣是離子注入生產(chǎn)階段使用電子特氣的重要組成成分，而氪氣則是光刻膠印刷生產(chǎn)階段使用電子特氣的重要組成成分。

氙氣、氪氣的下游應用

資料來源：公開資料整理

氪氣、氙氣在空氣中的含量極少這兩種氣體提取難度較大,通常只有在大型、特大型空分設(shè)備上才具備提取能力,目前廣泛使用的制備方法主要是低溫精餾法，即根據(jù)空氣中不同氣體成分的沸點不同將各種氣體分離出來。

具體來看，氪氣、氙氣制備分為粗制和精制兩個環(huán)節(jié)，原材料主要是空分設(shè)備的副產(chǎn)物。氪氣、氙氣的制備一般分為兩個階段，第一階段為粗制系統(tǒng)：大型、特大型空分設(shè)備低溫精餾提取貧氪氙混合物，在空分設(shè)備冷箱內(nèi)完成，大氣要經(jīng)過壓縮、冷卻、吸附、膨脹制冷、精餾、凈化和換熱等多道工序；第二階段俗稱精制系統(tǒng)：將貧氪氙混合物精制到高純產(chǎn)品，要經(jīng)過加壓、催化、吸附、換熱、精餾和凈化等多道工序。

氪氙的生產(chǎn)過程

資料來源：公開資料整理

二、稀有氣體相關(guān)政策梳理

國家產(chǎn)業(yè)政策保駕護航，進口替代有望加速推進。特種氣體作為關(guān)鍵性材料，是我國產(chǎn)業(yè)政策重點支持發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，近年來不斷得到國家政策的大力支持。自2009年以來，國家發(fā)改委、科技部、工信部、財政部等多部門相繼出臺多部新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，均明確提及并部署了氣體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且對于特種氣體確立了其新材料產(chǎn)業(yè)屬性，有力推動了特種氣體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

近年中國特種氣體行業(yè)相關(guān)政策梳理

資料來源：政府公開報告，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、工業(yè)氣體產(chǎn)業(yè)鏈

工業(yè)氣體行業(yè)上游原材料主要為空氣、工業(yè)廢氣、基礎(chǔ)化學原料等，上游行業(yè)主要為設(shè)備供應商（空分設(shè)備、提純設(shè)備、儲罐等儲存容器設(shè)備、槽車等運輸設(shè)備）、電力供應商、基礎(chǔ)化學原料供應商等。工業(yè)氣體行業(yè)的下游行業(yè)主要為電子半導體、生物醫(yī)藥、新能源、冶金、化工、機械、電力、建材、照明、食品、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，下游應用廣泛，單一下游行業(yè)的經(jīng)濟波動對工業(yè)氣體行業(yè)的影響較小。其中，普通工業(yè)氣體終端用戶市場主要集中在冶金和化工等傳統(tǒng)行業(yè)，特種氣體終端用戶市場主要在電子半導體、生物醫(yī)藥、新能源等領(lǐng)域。

工業(yè)氣體產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：公開資料整理

工業(yè)氣體的制氣模式有自建設(shè)備制氣和外包供氣，我國外包供氣市場份額從2017年的55%增至2021年的65%，但與發(fā)達國家80%的外包率仍有差距。

工業(yè)氣體的供應模式包括大宗供氣、零售供氣，分別滿足不同需求的客戶群體。大宗供氣主要指現(xiàn)場制氣，在用戶現(xiàn)場投資空分設(shè)備直接供氣，或通過管道為一定區(qū)域內(nèi)用戶供氣，合同期較長，通常為10年以上。零售供氣可分為瓶裝供氣和儲槽供氣。瓶裝氣體主要滿足現(xiàn)貨市場需求，適合小批量氣體用戶。液體槽車適用于中等批量需求客戶或用氣需求波動較大，對多種氣體有零碎需求的客戶。2021年，現(xiàn)場制氣在工業(yè)氣體供應中占比最大，達到65%；其次是儲槽供氣，占比達到21%；剩下的氣體供應為瓶裝供氣，供應占比為14%。

2021年中國工業(yè)氣體供應方式占比情況

資料來源：公開資料整理

四、稀有氣體行業(yè)現(xiàn)狀分析

1、工業(yè)氣體市場現(xiàn)狀

全球工業(yè)氣體行業(yè)發(fā)展歷經(jīng)200多年，整體呈穩(wěn)步發(fā)展。在全球經(jīng)濟穩(wěn)步增長，工業(yè)發(fā)展穩(wěn)定的環(huán)境下，全球工業(yè)氣體市場將持續(xù)穩(wěn)定增長。據(jù)統(tǒng)計，2021年全球工業(yè)氣體市場規(guī)模達到9432億元，同比增長8.2%。

我國工業(yè)氣體行業(yè)較全球工業(yè)氣體行業(yè)起步晚，但在國家政策推動，外資引入，高新技術(shù)發(fā)展等因素的影響下發(fā)展迅速，市場規(guī)模從2017年的1200億元增長至2021年的1795億元，2017-2021年CAGR為10.6%。

2017-2021年全球及中國工業(yè)氣體市場規(guī)模情況

資料來源：公開資料整理

從細分市場結(jié)構(gòu)來看，2021年特種氣體需求占比僅19%，電子特氣占據(jù)特種氣體市場的主要份額，隨著下游新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，預計以電子特氣為主的特種氣體占比有望提升至2025年的25%。

2021年工業(yè)氣體行業(yè)細分市場結(jié)構(gòu)情況

資料來源：公開資料整理

2、稀有氣體進出口現(xiàn)狀

“其他稀有氣體”（包括氪氣、氙氣等）海關(guān)編碼為“28042900”。從稀有氣體進出口情況來看，近年來我國稀有氣體進口數(shù)量保持穩(wěn)定，自2015年來，稀有氣體出口量持續(xù)減少。據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，2021年我國稀有氣體進口數(shù)量達到377噸，進口金額達到3.15億美元；出口數(shù)量為30噸，出口金額為0.68億美元。

2017-2021年中國稀有氣體進出口數(shù)量情況統(tǒng)計

資料來源：中國海關(guān)，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理

從稀有氣體進出口均價來看，由于“28042900”稀有氣體統(tǒng)計類目包含多種氣體，因此從整體上來分析，我國近年來稀有氣體進出口均價整體保持上漲。2022年1-6月，我國稀有氣體進口均價為112.0萬美元/噸，出口均價為127.1萬美元/噸。

2015-2022年中國稀有氣體進出口均價走勢

資料來源：中國海關(guān)，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理

從進口地區(qū)分布情況來看，我國稀有氣體主要進口國家為卡塔爾，進口數(shù)量占比81%。

2021年中國稀有氣體進口地區(qū)分布（按進口數(shù)量）

資料來源：中國海關(guān)，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理

3、稀有氣體價格情況

從市場價格走勢來看，2022年稀有氣體市場供需失衡，氙氣、氪氣價格大幅上升。自2021年開始，稀有氣體價格開始呈現(xiàn)不斷上漲趨勢，2021年1月，國內(nèi)氙氣、氪氣的市場價格分別為88000元/m³、5500元/m³；到2022年2月俄烏戰(zhàn)爭前，氙氣、氪氣價格已漲到286071.43元/m³、28607.14元/m³，同比增長325.08%、440.11%；2月后，受到俄烏戰(zhàn)爭以及俄羅斯限制出口稀有氣體政策的沖擊，稀有氣體價格開始飆升。2022年7月，氙氣、氪氣價格分別為52.5萬元/m3、5.23萬元/m3，幾乎翻了一倍。

價格上漲主要原因為：烏克蘭的氪氣、氙氣的全球供應份額分別達到40%和30%，是全球稀有氣體至關(guān)重要的生產(chǎn)基地。由于俄烏戰(zhàn)爭的影響，烏克蘭稀有氣體業(yè)務(wù)受到?jīng)_擊，考慮到烏克蘭的鋼廠在戰(zhàn)爭中被炸毀，而鋼鐵是空分設(shè)備最主要的下游應用，烏克蘭的稀有氣體產(chǎn)能大概率遭受不可逆損失，同時也在全球稀有氣體市場上留下了較大的產(chǎn)能缺口。

2020-2022年中國氙氣/氪氣（高純99.9%）市場價格走勢

資料來源：公開資料整理

五、稀有氣體行業(yè)競爭格局

1、市場集中度

從全球工業(yè)氣體市場競爭格局來看，國際工業(yè)氣體市場份額主要由兩大巨頭占據(jù)。從全球工業(yè)氣體市場來看，德國林德、法國液化空氣兩家占據(jù)了較高的市場份額，市占率分別為21%、20%，體量規(guī)模上相較其他工業(yè)氣體供應商具備較大的領(lǐng)先優(yōu)勢，美國空氣產(chǎn)品、日本太陽日酸，市占率分別為7%、5%。

2021年全球工業(yè)氣體市場競爭格局情況

資料來源：公開資料整理

2、企業(yè)經(jīng)營情況

從主要企業(yè)經(jīng)營情況來看，國際龍頭不斷通過收購擴張自己的業(yè)務(wù)體量，2000-2018年間，德國林德氣體通過對瑞典AGA和英國BOC的收購，以及與美國普萊克斯的合并成為最大的工業(yè)氣體公司，形成林德氣體集團，2021年收入2058億元，相較杭氧股份的118.78億元，海外企業(yè)的規(guī)模優(yōu)勢較大。

2016-2021年全球主要工業(yè)氣體企業(yè)營收情況

資料來源：公開資料整理

3、企業(yè)擴產(chǎn)計劃

目前各家氣體生產(chǎn)廠商均開始布局稀有氣體產(chǎn)能建設(shè)項目，以填補烏克蘭稀有氣體的產(chǎn)能缺口，滿足不斷擴張的市場需求。杭氧公布的氪氙精煉提取項目將于2022年下半年完工，項目設(shè)計產(chǎn)能為2000Nm³/a氙氣、20000Nm³/a氪氣，是目前收集到的公開信息中建設(shè)進度最快的項目。杭氧或?qū)⒙氏葘崿F(xiàn)氪氙的產(chǎn)能建設(shè)，帶頭推動行業(yè)出清，有望在供需平衡前以較高價格實現(xiàn)氪氙的銷售，享受到短期內(nèi)的價格紅利。

各氣體廠商稀有氣體擴產(chǎn)計劃情況

資料來源：公開資料整理

六、稀有氣體行業(yè)未來發(fā)展趨勢

從需求端來看，氪氙在電子領(lǐng)域中主要用于準分子激光、濺射、蝕刻環(huán)節(jié)，是電子特氣中重要的組分。準分子激光中使用到的氣體中需要包含氪氣、氙氣；濺射環(huán)節(jié)則需要利用到稀有氣體的惰性來提升濺射產(chǎn)率；蝕刻環(huán)節(jié)中，需要利用到氙氣電離電位、化學惰性的組合來調(diào)節(jié)蝕刻反應過程中的電荷分布。

自2020年下半年以來，全球芯片荒的趨勢始終在沖擊各產(chǎn)業(yè)的供應狀況。尤其是汽車產(chǎn)業(yè)，芯片短缺的問題預計將使全球汽車產(chǎn)業(yè)在2021年減少770萬輛的汽車出貨，損失金額高達2100億美元。在半導體需求短缺大環(huán)境下，企業(yè)產(chǎn)能滿載，晶圓代工巨頭加足馬力紛紛擴產(chǎn)，臺積電、三星、英特爾、中芯國際等全球主要的晶圓廠均公布了各自的擴產(chǎn)計劃。以全球晶圓代工重要生產(chǎn)基地中國臺灣為例，晶圓代工的產(chǎn)量呈不斷提升趨勢，2022年4月，12英寸以上晶圓產(chǎn)能已經(jīng)達到1245千片/月，同比增長18.46%。晶圓擴產(chǎn)過程中，各大晶圓廠會提前進行稀有氣體的庫存儲備，提升了市場上對電子特氣的需求，氙氣和氪氣作為電子特氣的原材料價格也隨之水漲船高。