作為電子工業(yè)重要的原材料之一，電子特氣在半導(dǎo)體行業(yè)的地位愈發(fā)凸顯，并在晶圓制造過程中占材料成本的14%左右，幾乎滲透到集成電路生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，對集成電路的性能、集成度和成品率都有較大影響，被稱為半導(dǎo)體制造的“血液”和“糧食”。但在這一領(lǐng)域，我國還明顯存在“卡脖子”現(xiàn)象，國產(chǎn)化進(jìn)程亟待提速。


行業(yè)高度集中，國際巨頭寡頭壟斷

在殘酷的高科技爭奪戰(zhàn)中，芯片問題始終是民族工業(yè)之痛。設(shè)備中的光刻機(jī)，芯片材料中的高端光刻膠等核心制造技術(shù)，均掌控在國際廠商手中。電子特氣也不例外，其市場格局長期以來被巨頭壟斷。

從全球電子特氣市場占比來看，由于海外特種氣體市場的發(fā)展較早，國際主要工業(yè)氣體巨頭形成了深厚的技術(shù)積累和產(chǎn)品布局，特氣已成為其收入的重要組成部分。美國空氣化工、法國液化空氣、日本大陽日酸、德國林德集團(tuán)等海外巨頭占據(jù)著全球市場91%的份額，形成了寡頭壟斷的格局。

因電子特氣產(chǎn)品的重要性，也成為各國攻克的目標(biāo)。韓國近期宣布實(shí)現(xiàn)了高純度氯化氫的國產(chǎn)化，三星電子、白光化學(xué)等在電子特氣上的突破，使韓國有望逐步擺脫產(chǎn)業(yè)鏈對日本等國家的依賴。事實(shí)上，從2019年開始，日本政府就啟動(dòng)了對韓國三種半導(dǎo)體材料的出口管制。

國內(nèi)市場也大致相似，幾大跨國巨頭主導(dǎo)了國內(nèi)份額的88%，國內(nèi)廠商僅占據(jù)12%。半導(dǎo)體領(lǐng)域電子特氣國產(chǎn)化率不足15%，國產(chǎn)替代需求強(qiáng)烈。從產(chǎn)品種類上看，據(jù)中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前集成電路生產(chǎn)用的電子特氣，我國僅能生產(chǎn)約20%的品種，其余均依賴進(jìn)口。


面對多重壁壘，突破壟斷難度不小

工業(yè)氣體主要來自煉鋼的副產(chǎn)品，而中國作為鋼鐵大國、工業(yè)大國，電子特氣為何會(huì)受制于人呢？

1、技術(shù)壁壘。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)電子氣體產(chǎn)業(yè)逐漸攻克技術(shù)難點(diǎn)，極大程度緩解了“進(jìn)口依賴”局面。但是，目前國內(nèi)的電子氣體相關(guān)技術(shù)更多還在解決“能用”的問題，部分涉及到“好用”層面的關(guān)鍵技術(shù)，依然存在“卡脖子”的現(xiàn)象。其中包括大宗氣體提純凈化的生產(chǎn)技術(shù)、特種氣體保供的生產(chǎn)技術(shù)等，這些則需要技術(shù)積累與沉淀才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈“補(bǔ)短板”的最終目標(biāo)。

2、認(rèn)證壁壘。電子特氣需要晶圓廠和設(shè)備廠商2輪的嚴(yán)格審核，而集成電路領(lǐng)域的認(rèn)證至少需要2年時(shí)間，一旦獲得客戶認(rèn)可，便不會(huì)輕易更換供應(yīng)商。當(dāng)前，不少芯片巨頭已和氣體供應(yīng)商建立了長期的合作關(guān)系，形成了穩(wěn)固的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。

3、市場壁壘。在市場格局被外資把持的背景下，國內(nèi)氣體企業(yè)缺少上機(jī)檢測的機(jī)會(huì)。面對國產(chǎn)品牌的桎梏，氣體企業(yè)很難實(shí)現(xiàn)從0到1的突破。不過，近年來，長鑫存儲(chǔ)、長江存儲(chǔ)、中芯國際不斷發(fā)力，晶圓產(chǎn)能向中國市場傾斜，國內(nèi)企業(yè)擁有了更多的成長機(jī)會(huì)。


2023，電子特氣“翻身”之年？

在相關(guān)供應(yīng)幾乎被國際龍頭企業(yè)壟斷的情況下，電子特氣的需求在2023年年內(nèi)或?qū)⒃诩呻娐?、面板、光伏三大支柱產(chǎn)業(yè)的支持下完成逆轉(zhuǎn)提升。

首先，作為集成電路晶圓制造過程中需求僅次于硅片的第二大耗材，電子特氣的使用占比接近14%，成本占比達(dá)到15%，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5G消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域的需求拉動(dòng)，近十年來，全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模呈現(xiàn)波動(dòng)向上的態(tài)勢。即使在疫情導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)下行、供應(yīng)鏈危機(jī)的影響下，仍然保持著較快的行業(yè)增速。

而在2022至2023年年內(nèi)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將完成產(chǎn)業(yè)級別最大的出清，根據(jù)SEMI發(fā)布的《世界晶圓廠預(yù)測報(bào)告》，預(yù)計(jì)2023年全球晶圓廠設(shè)備支出將同比下降22%，不過，按照過去半導(dǎo)體周期的輪回，這也意味著行業(yè)低谷已過，至2024年，全球半導(dǎo)體設(shè)備投資將快速回暖至920億美元，同比增長21%。隨著全球半導(dǎo)體設(shè)備的投資額回升，將帶動(dòng)包括電子特氣在內(nèi)的相關(guān)材料需求。

而放眼國內(nèi)，更是如此，受半導(dǎo)體、芯片國產(chǎn)化浪潮的影響，中國集成電路產(chǎn)業(yè)行業(yè)規(guī)模繼續(xù)加快增長，同時(shí)，政策也在多方面扶植集成電路的發(fā)展，這都將有效拉動(dòng)國產(chǎn)電子特氣的需求。

與半導(dǎo)體周期見底、重新向上帶來電子特氣景氣度提升不盡相同的是，面板行業(yè)中電子特氣需求的提升則是受到周期與技術(shù)的雙重推動(dòng)。

全球顯示面板行業(yè)在經(jīng)歷了2020Q1-2021Q2供需兩旺的漲價(jià)周期后，由于全球經(jīng)濟(jì)較疲軟、疫情反復(fù)沖擊、供應(yīng)過剩等因素的影響，價(jià)格正式步入下行周期，相關(guān)企業(yè)經(jīng)營業(yè)績遭受了較大的壓力，大廠產(chǎn)能紛紛出清，相應(yīng)減少了原材料的采購。

而行至當(dāng)下，在市場“冰點(diǎn)”過去數(shù)個(gè)季度之后，全球液晶顯示器面板價(jià)格已經(jīng)企穩(wěn)，電視面板價(jià)格全線調(diào)漲，新一輪漲價(jià)周期即將開啟，預(yù)期2023年下半年顯示面板市場或?qū)⒂瓉砀纳?，進(jìn)而提升電子特氣的需求。

此外，OLED面板因其優(yōu)異的綜合性能，在部分領(lǐng)域正逐漸取代LCD。從生產(chǎn)工藝的角度，OLED制造需要的特氣種類遠(yuǎn)超LCD。

目前，LCD面板受制于價(jià)格和成本管控等原因，一般使用a-Si薄膜晶體管。而OLED由于對成本的敏感性大幅低于LCD，其一般使用LTPS薄膜晶體管。根據(jù)OLED industry的研究，生產(chǎn)LTPS薄膜晶體管所需要的電子特氣種類為24種，遠(yuǎn)超生產(chǎn)a-Si薄膜晶體管所需的15種，因此，未來隨著OLED滲透率的提升，將對電子特氣品類有著更高的需求。

而在集成電路與面板之外，還有增長確定性最高的光伏電池行業(yè)。

據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，2022年中國光伏新增裝機(jī)量達(dá)87.41GW，同比增長59.2%，進(jìn)入2023年后，光伏需求增勢保持強(qiáng)勁。據(jù)CPIA預(yù)測，2023年中國光伏新增裝機(jī)保守預(yù)測為95GW，樂觀預(yù)測為120GW，疊加一定規(guī)模的出口預(yù)期，預(yù)計(jì)2023年全年光伏電池產(chǎn)量將達(dá)445GW，同比增加29.4%。

而光伏電池片作為半導(dǎo)體中的一類，生產(chǎn)自然也需要電子特氣的參與，無論是晶硅太陽能電池還是非晶硅薄膜光伏電池，都必不可少。

比如硅烷作為一種提供硅組分的氣體源，是將硅分子附著于電池表面最有效的方式，是其他硅源無法取代的特氣產(chǎn)品；硅烷、磷化氫、硼烷、氫氣等作為沉積氣體，可用于非晶硅薄膜太陽能電池制造；含氟電子特氣或強(qiáng)腐蝕性酸堿常作為光伏電池制造中的刻蝕劑。

在三大產(chǎn)業(yè)因素的推動(dòng)下，電子特氣行業(yè)即將再迎春天，正是在需求快速攀升的當(dāng)下，摩拳擦掌、深耕數(shù)年的國產(chǎn)電子特氣廠商，也在嘗試著擁抱這樣長坡厚雪的賽道。


國產(chǎn)替代大有可為

今年5月23日，日本政府正式出臺半導(dǎo)體制造設(shè)備出口管制措施，將于7月23日起實(shí)施，這在一定程度上加快了國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)加大自研力度實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，同時(shí)也拉動(dòng)了上游電子特氣需求的不斷增長。

與全球相比，國內(nèi)氣體行業(yè)起步較晚，盡管近年來國內(nèi)企業(yè)實(shí)力逐漸增強(qiáng)，但相比國外巨頭，仍呈現(xiàn)出企業(yè)規(guī)模較小、研發(fā)能力不足、行業(yè)內(nèi)無序競爭、同質(zhì)化嚴(yán)重的狀態(tài)。根據(jù)浙商證券對中國工業(yè)氣體行業(yè)的研判，行業(yè)內(nèi)最終將形成2-3家綜合氣體解決方案供應(yīng)商、5-10家專精電子特氣某些領(lǐng)域的特種氣體提供商、若干家氣體配套設(shè)備或系統(tǒng)供應(yīng)商及工業(yè)氣體市場其他重要參與者。

2023年5月，杭氧股份和盈德控股（氣體動(dòng)力）發(fā)布公告，預(yù)計(jì)將在3年內(nèi)完成股權(quán)整合，公開資料顯示，氣體動(dòng)力是中國最大的工業(yè)氣體公司，于2017年被太盟投資集團(tuán)（PAG）收購，并私有化退市；杭氧股份的主營業(yè)務(wù)為工業(yè)氣體和空分設(shè)備制造，在國內(nèi)工業(yè)氣體業(yè)務(wù)方面僅次于氣體動(dòng)力公司。

這次強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，業(yè)內(nèi)評價(jià)為一次里程碑事件。從全球工業(yè)氣體行業(yè)發(fā)展歷史來看，20世紀(jì)90年代，全球市場呈現(xiàn)八大跨國氣體公司及多個(gè)區(qū)域性氣體公司并存的格局，市場集中度較低，之后林德氣體開展了對瑞典AGA、英國BOC的收購，并與美國普萊克斯合并，成為全球最大的工業(yè)氣體公司；法國液化空氣也進(jìn)行了對美國Airgas的收購。由此，全球工業(yè)氣體市場集中度明顯提升，2021年CR2達(dá)到41%，由無序競爭逐漸向寡頭壟斷發(fā)展。而參考海外經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)工業(yè)氣體市場也有望在并購整合中迎來市場集中度的提升，競爭格局將得到改善，同時(shí)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合也會(huì)在技術(shù)研發(fā)上起到一定的促進(jìn)作用。

龍頭合并，強(qiáng)者恒強(qiáng)，而其他規(guī)模相對較小的國內(nèi)企業(yè)專注于各自的細(xì)分領(lǐng)域，不斷強(qiáng)化自身優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，形成錯(cuò)位競爭也是加速國產(chǎn)替代的路徑之一。目前國內(nèi)電子特氣第一梯隊(duì)的廠商在各自細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)具有一定優(yōu)勢，從各企業(yè)電子特氣業(yè)務(wù)的布局來看，不同企業(yè)側(cè)重生產(chǎn)的氣體種類與應(yīng)用領(lǐng)域均有所不同。

國家政策的大力支持也在為電子特氣國產(chǎn)化提速。自2016年，國家明確了電子氣體在“高儲(chǔ)能和關(guān)鍵電子材料制造”以及“專用化學(xué)品及材料制造”領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)產(chǎn)品定位后，連續(xù)頒布一系列扶持性政策文件，向電子特氣產(chǎn)業(yè)傾斜和支持。根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》相關(guān)電子特氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃顯示，國家基于集成電路產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對其上游關(guān)鍵材料電子特氣的技術(shù)攻關(guān)發(fā)展予以支持，同時(shí)通過降低相關(guān)電子高純材料制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營成本促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。