電子特氣行業(yè)淺析

一、電子特氣：晶圓制造關鍵耗材，國產(chǎn)替代空間廣闊

1、電子特氣是晶圓制造關鍵耗材，具有高壁壘

電子特氣主要應用于半導體領域，消費量占比約7成。電子特種氣體,簡稱電子特氣、Electronic Specialty Gases、ESG，是特種氣體的重要分支，具有高技術、高附加值的特點，是半導體、液晶顯示面板、光伏、LED等電子工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的基礎和支撐性原材料，被廣泛應用于清洗、光刻、刻蝕、摻雜、外延沉積等工藝中。根據(jù)觀研天下，集成電路所消費的電子特氣占全部電子特氣的42%，顯示面板為37%，光伏為13%，LED為8%。

電子特氣是除硅片外用量最大的晶圓制造材料，成本占比約14%。晶圓制造的整套工藝中，需要使用的電子氣體種類多達100種，核心工段涉及的電子特氣種類約40-50種，且經(jīng)常以多元混配氣形式使用。

刻蝕、摻雜環(huán)節(jié)特氣用量占比較高。根據(jù)成分與用途的不同，可以將電子特氣分為：光刻用氣、刻蝕用氣、摻雜用氣、外延沉積用氣等，其中，刻蝕用氣、摻雜用氣用量較多，2021年占比分別為36%和34%，外延沉積+光刻+其他用氣累計占比30%。

 

 

電子特種氣體被譽為半導體產(chǎn)業(yè)的“血液”，對半導體材料性能至關重要。由于特定雜質(zhì)超標將導致電路功能的嚴重缺陷，晶圓制造對電子特氣的純度要求極為嚴格，一般大于6N。若不達標，輕則導致下游相關批次產(chǎn)品質(zhì)量不達標，重則擴散污染整條生產(chǎn)線。電子特氣的質(zhì)量衡量指標主要為純度和配比精度。

（1）純度：單組分氣體指標，以N表示（純度百分比中9的個數(shù)），特氣最低要求5N以上，核心工段純度要求更高，例如用于沉積成膜的硅烷氣體，純度要求為8N及以上；高純度是企業(yè)踏入國際主流晶圓廠材料供應商的敲門磚：近年來芯片制程微縮（32→3nm），電子特氣中的污染粒子體積也要縮小11倍以上，才能保持輸出產(chǎn)品的良品率。因此，“純度內(nèi)卷”是發(fā)展趨勢，特氣純度每提高一個數(shù)量級，都會極大推動半導體器件質(zhì)的飛躍；

（2）配比精度：多組分氣體指標，衡量混配氣比額的精準度，以ppm（10^-6）、ppb（10^-9）、ppt（10^-12)以及百分數(shù)來表示；混配氣比純氣毛利率更高，可達80%，混配氣一般由客戶定制，高精度混配將打開盈利天花板。

 

 

特種氣體具有較高的技術壁壘、客戶認證壁壘、營銷網(wǎng)絡與服務壁壘和資質(zhì)壁壘。

特氣主要采用瓶裝供氣和槽車供氣。目前工業(yè)氣體的主要供氣模式包括液態(tài)氣體、管道氣體、瓶裝氣體。零售供氣可選瓶裝供氣和儲槽供氣兩種方式，現(xiàn)場供氣可選現(xiàn)場制氣和管道供氣兩種方式?；陔娮犹貧獬呒兌鹊闹笜艘?，結(jié)合其品類多、批量小、高頻次的應用特點，電子特氣基本全部采用瓶裝供氣模式；當氣體需求量較大時，會采用長管拖車供應（魚雷車），因此對配送及交付能力要求很高。

2、電子特氣行業(yè)集中度高，國產(chǎn)替代空間廣闊

2022年中國電子特氣市場規(guī)模超200億，預計未來仍將保持高速增長。近年來全球電子特氣市場規(guī)模逐年增長，據(jù)TECHCET，預計到2025年全球電子特氣市場規(guī)模將達到60.23億美元，CAGR為7.3%。我國正積極承接全球第三次半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，下游市場對電子特種氣體的需求快速提升，據(jù)SEMI，2022年中國電子特氣市場規(guī)模約為220.8億元，同比增長12.77%，未來幾年，由于先進邏輯制程及存儲技術需求增加、顯示市場持續(xù)增長、“碳中和”及“碳達峰”對光伏需求的增加，預計電子特氣市場需求將持續(xù)保持高速增長。

 

 

中國特氣市場主要被外資占據(jù)，國產(chǎn)替代空間巨大。全球和中國電子特氣市場均主要被海外公司占據(jù)，全球氣體主要生產(chǎn)商分別為林德集團（林德集團和普萊克斯合并）、液化空氣、空氣化工和日本酸素（原名大陽日酸），2021年他們占據(jù)全球電子特氣91%的市場份額，并且在中國占據(jù)主導地位。

國內(nèi)氣體公司不斷實現(xiàn)技術突破，市場份額有望擴大。中國電子特氣企業(yè)起步晚，工藝技術、企業(yè)規(guī)模等與國外領先企業(yè)仍存在一定差距。國產(chǎn)企業(yè)第一梯隊包括華特氣體、金宏氣體、南大光電和雅克科技等。與國外氣體公司相比，大部分國內(nèi)氣體公司的供應產(chǎn)品仍較為單一，用氣級別不高，尤其在集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領域。盡管與國際氣體公司相比，國內(nèi)氣體公司在資金、技術、設備等方面仍有差距，但在技術不斷突破、國家政策大力扶持、下游市場發(fā)展迅速等多重因素影響下，加上國內(nèi)企業(yè)擁有的國際企業(yè)無法比擬的低成本、貼近客戶、反應靈活等優(yōu)勢，國內(nèi)氣體企業(yè)的競爭力將不斷增強，市場份額有望擴大。

 

 

 

國內(nèi)企業(yè)快速成長，多種特種氣體已實現(xiàn)國產(chǎn)替代，國產(chǎn)化進程將加速推進。中國的特種氣體行業(yè)經(jīng)過30年的發(fā)展和沉淀，通過不斷的經(jīng)驗積累和技術進步，業(yè)內(nèi)領先企業(yè)已在部分產(chǎn)品上實現(xiàn)突破，達到國際標準，逐步實現(xiàn)進口替代，特種氣體國產(chǎn)化具備了客觀條件。

半導體產(chǎn)業(yè)鏈自給自足重要性愈發(fā)凸顯，特種氣體國產(chǎn)替代需求不斷提升。半導體是數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、雙循環(huán)等國家重大發(fā)展戰(zhàn)略的基礎性、先導性產(chǎn)業(yè)，我國十四五規(guī)劃對半導體產(chǎn)業(yè)鏈中包括先進制程、高端IC設計和先進封裝技術、關鍵的半導體設備和材料、第三代半導體等領域各個關鍵卡脖子環(huán)節(jié)提供重點支持。在當前半導體產(chǎn)業(yè)環(huán)境和國際形勢下，國際貿(mào)易摩擦、全球性疫情等因素更是增加了半導體供應鏈的不確定性。2022年8月9日，美國總統(tǒng)拜登簽署了《2022年芯片和科學法案》，向美國國內(nèi)半導體制造廠商、設備廠商等提供補貼，以增強美國本土半導體制造水平，并限制先進工藝流向中國。因此，在復雜的地緣政治和科技博弈中，半導體產(chǎn)業(yè)鏈的區(qū)域性自給自足成為趨勢，實現(xiàn)國內(nèi)半導體全產(chǎn)業(yè)鏈自給自足的重要性愈發(fā)凸顯。

 

 

相較于進口氣，國產(chǎn)氣具有多項優(yōu)勢，國產(chǎn)替代是未來趨勢。和進口氣相比，國產(chǎn)氣具有流程簡單、運輸周期短、運輸風險較低、容器周轉(zhuǎn)頻率更高、運輸成本低、機動性更高、售價較低的優(yōu)勢，因此未來趨勢是國產(chǎn)替代。

二、行業(yè)內(nèi)龍頭公司

1、華特氣體

公司是中國特種氣體國產(chǎn)化的先行者，率先打破極大規(guī)模集成電路、新型顯示面板等高端領域氣體材料制約的民族氣體廠商。公司主營業(yè)務為特種氣體、普通工業(yè)氣體和相關氣體設備與工程業(yè)務，其中特氣業(yè)務為主要收入和利潤來源，約占公司總收入的7-8成。公司特種氣體主要面向集成電路、顯示面板、光伏新能源、光纖光纜等新興產(chǎn)業(yè)，公司在上述領域?qū)崿F(xiàn)了包括高純四氟化碳、高純六氟乙烷、光刻氣、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純氨、高純一氧化氮等眾多產(chǎn)品的進口替代。公司特氣質(zhì)量國內(nèi)領先，是國內(nèi)唯一一家同時通過ASML和GIGAPHOTONR認證的公司，公司對8寸、12寸集成電路廠商的覆蓋率超90%，解決了長江存儲、中芯國際、華虹宏力、 華潤微電子、臺積電（中國）等客戶多種氣體材料的進口制約，并進入了英特爾、美光科技、德州儀器、臺積電、SK海力士、英飛凌、三星、鎧俠等全球領先的半導體企業(yè)供應鏈體系。

2023年上半年，受稀有氣體價格回落及下游半導體需求疲軟影響，公司收入和利潤有所下滑。預計未來公司主要增長點將來自于：1）產(chǎn)能擴張：IPO項目基本建設完成，在建年產(chǎn)15噸乙硅烷項目、年產(chǎn)1764噸半導體材料建設項目、鍺烷擴建項目、江蘇如東電子化學品項目、四川自貢西南總部建設項目將在未來2-3年陸續(xù)投產(chǎn)，將進一步豐富公司特氣品種，擴大產(chǎn)能規(guī)模。2）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈：公司和邦普合作的氣體項目使公司實現(xiàn)部分原料氣自供，將進一步優(yōu)化公司工業(yè)氣體業(yè)務毛利率水平；公司從氣體純化上游延伸布局合成氣（鍺烷、硅烷等），持續(xù)提升高毛利產(chǎn)品占比，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。3）若下游半導體行業(yè)需求回暖，公司特氣產(chǎn)品需求將得到有效改善。

2、金宏氣體

公司是一家專業(yè)從事氣體研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務的環(huán)保集約型綜合氣體供應商，主營業(yè)務可分為特種氣體、大宗氣體和燃氣三大類，氣體品種約100 多種，公司主要產(chǎn)品應用于集成電路、液晶面板、LED、光纖通信、光伏、醫(yī)療健康、節(jié)能環(huán)保、新材料、新能源、高端裝備制造、食品、冶金、化工、機械制造等眾多領域，其中在電子半導體領域，公司已逐步實現(xiàn)了超純氨、高純氧化亞氮、電子級正硅酸乙酯、高純二氧化碳等產(chǎn)品的進口替代。公司已成功量產(chǎn)供應中芯國際、聯(lián)芯、積塔、SK海力士、長江存儲等公司，臺積電、長鑫存儲、三星電子等均在產(chǎn)品測試過程中。未來，公司將繼續(xù)堅持縱向開發(fā)戰(zhàn)略，加大特氣新品研發(fā)投入，加速新品推出，公司規(guī)劃六氟丁二烯、一氟甲烷、八氟環(huán)丁烷、二氯二氫硅、六氯乙硅烷、乙硅烷及三甲基硅胺等產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。

2023H1公司不斷提升對集成電路、光伏等行業(yè)用戶的綜合服務特氣，特氣業(yè)務收入同比增長44.07%，占主營業(yè)務收入比重提升至49.21%，公司優(yōu)勢產(chǎn)品超純氨、高純氧化亞氮等產(chǎn)品已正式供應了中芯國際、海力士、鎂光、聯(lián)芯集成、積塔、華潤微電子、華力集成等一批知名半導體客戶。

未來公司將充分受益于：

1）新增產(chǎn)能釋放：a. 超純氨：眉山金宏超純氨項目于2023年7月試生產(chǎn)，越南金宏超純氨項目正在產(chǎn)業(yè)化推進過程中；b.蘇相空分項目：蘇相金宏潤空分項目于6月成功封頂，投產(chǎn)后將提高公司液氧、液氮的自給比率；c. 二氧化碳項目：嘉興金宏食品級二氧化碳回收項目已于2023年6月試生產(chǎn)，淮南金宏食品級二氧化碳回收項目已于2023年6月成功封頂；d. 氫能項目：眉山金宏氫氣項目已于2023年7月試生產(chǎn)，株洲華龍氫氣項目已于2023 年6 月成功封頂。e. 其他：太倉金宏充裝站項目正在產(chǎn)業(yè)化推進過程中，啟東金宏、如皋金宏兩個新建項目正在申請備案等合規(guī)手續(xù)中。此外，公司持續(xù)為光伏行業(yè)客戶提供現(xiàn)場制氣服務，截止2023年半年報發(fā)布之日，公司晶澳（揚州）、宣城華晟一期項目、合肥大恒等光伏客戶供氣項目已投運，新增浙江鴻禧、宣城華晟二期項目、無錫華晟等項目現(xiàn)場制氣訂單。

2）新產(chǎn)品研發(fā)及導入放量：投產(chǎn)新品電子級正硅酸乙酯、高純二氧化碳正在積極導入集成電路客戶，其中高純二氧化碳已實現(xiàn)小批量供應；在建新品全氟丁二烯、一氟甲烷、八氟環(huán)丁烷、二氯二氫硅、六氯乙硅烷、乙硅烷、三甲基硅胺等7款產(chǎn)品正在產(chǎn)業(yè)化過程中。

3）電子大宗載氣業(yè)務持續(xù)發(fā)展：公司與北方集成、芯粵能、廣東光大、天馬光等簽訂電子大宗供氣合同，廣東芯粵能項目于2023年8月1日正式量產(chǎn)，標志著公司已具備完整電子大宗載氣業(yè)務開發(fā)、建設、運行能力。此外，公司在2023年新取得無錫華潤上華、蘇州龍馳、西安衛(wèi)光科技等三個電子大宗載氣項目。

4）除自身發(fā)展外，外延拓寬銷售渠道：公司在長三角核心區(qū)域收購上海振志、上海暢和、上海醫(yī)陽三家醫(yī)用氧銷售公司，進一步整合上海區(qū)域的醫(yī)用氧銷售渠道。

此外，公司于2023年5月與中集安瑞科舉行液氦儲罐戰(zhàn)略合作簽約，多方開拓液氦儲罐的采購渠道，儲罐數(shù)量穩(wěn)步增加，氦氣資源充分保障集成電路客戶需求。

3、廣鋼氣體

公司是一家國內(nèi)領先的電子大宗氣體綜合服務商，公司的產(chǎn)品涵蓋電子大宗氣體的全部六大品種以及主要的通用工業(yè)氣體品種，具體包括氮氣（N₂）、氦氣（He）、氧氣（O₂）、氫氣（H₂）、氬氣（Ar）、二氧化碳（CO₂）等氣體品種，廣泛應用于集成電路制造、半導體顯示、光纖通信等電子半導體領域以及能源化工、有色金屬、機械制造等通用工業(yè)領域。

自2018年公司中標第一單電子大宗氣體現(xiàn)場制氣項目起至2022 年9 月，在國內(nèi)集成電路制造和半導體顯示領域的新建現(xiàn)場制氣項目中，公司中標產(chǎn)能占比達到25.4%，排名第一；其中，在2022年1-9月新建現(xiàn)場制氣項目中，公司中標產(chǎn)能占比高達48.2%。公司在上述領域已與林德氣體、液化空氣、空氣化工三大外資氣體公司形成“1+3”的競爭格局。

在集成電路制造領域，隨著陸續(xù)中標晶合集成、長鑫存儲、鼎泰匠芯、中車半導體、方正微、長鑫集電、粵芯半導體、青島芯恩等行業(yè)龍頭廠商的新建電子大宗現(xiàn)場制氣項目，公司打破了外資氣體公司在該領域的長期壟斷，加快推進了國產(chǎn)替代。2018 年至2022 年9 月，在國內(nèi)集成電路制造細分領域的新建現(xiàn)場制氣項目中，公司中標產(chǎn)能占比達到26.2%，排名市場第二、內(nèi)資企業(yè)第一。

4、中船特氣

公司是國內(nèi)領先、世界知名的電子特種氣體和三氟甲磺酸系列產(chǎn)品供應商，主要產(chǎn)品包括高純?nèi)?、高純六氟化鎢、高純氯化氫、高純氟化氫、高純四氟化硅、高純氘氣、高純六氟丁二烯、高純八氟環(huán)丁烷、高純電子混合氣等電子特種氣體，以及三氟甲磺酸、三氟甲磺酸酐、雙（三氟甲磺酰）亞胺鋰等含氟新材料，產(chǎn)品廣泛應用于集成電路、顯示面板、鋰電新能源、醫(yī)藥、光纖等行業(yè)，是上述產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的關鍵性材料。經(jīng)過多年發(fā)展，公司積累了中芯國際、上海華虹、長江存儲、京東方等眾多客戶，并進入了臺積電、聯(lián)華電子、海力士等全球領先的半導體企業(yè)的供應鏈體系。

本文來源：招商證券