電子氣體行業(yè)市場(chǎng)分析

電子氣體行業(yè)市場(chǎng)分析百億市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化提速，電子大宗&電子特氣并進(jìn)前行電子氣體整體200億市場(chǎng)，電子大宗與電子特氣分別占55%/45%2024年國(guó)內(nèi)電子氣體市場(chǎng)200億元左右，電子大宗與電子特氣分別整體占比55%/45%。廣義上的電子氣體是指具有電子級(jí)純度的特種氣體，主要分為電子大宗氣體及電子特氣，廣泛應(yīng)用在包括集成電路、顯示面板、半導(dǎo)體照明和光伏等泛半導(dǎo)體行業(yè)。電子大宗與電子特氣在下游客戶、整體空間上較為接近，而在供氣品種/商業(yè)模式/競(jìng)爭(zhēng)要點(diǎn)/競(jìng)爭(zhēng)格局方面存在差異。供氣品種上，電子大宗主要有6種，電子特氣數(shù)百種以上；商業(yè)模式上，電子大宗本質(zhì)為運(yùn)營(yíng)模式，電子特氣本質(zhì)為產(chǎn)品生意；競(jìng)爭(zhēng)要點(diǎn)上，電子大宗需要極高的可靠性及穩(wěn)定性，電子特氣注重產(chǎn)品、認(rèn)證和價(jià)格三要素；競(jìng)爭(zhēng)格局上，電子大宗門(mén)檻高玩家少，電子特氣國(guó)產(chǎn)玩家新進(jìn)入者多，國(guó)產(chǎn)替代迅速。供氣品種：電子大宗品種少，但貫穿全環(huán)節(jié)電子大宗供應(yīng)品種少，穩(wěn)定性保供性要求高。電子大宗氣體主要是指氮?dú)狻⒑?、氧氣、氫氣、氬氣、二氧化碳這六大氣體品種，電子大宗氣體作為環(huán)境氣、保護(hù)氣、清潔氣和運(yùn)載氣等，貫穿半導(dǎo)體生產(chǎn)制程的全環(huán)節(jié)。商業(yè)模式：電子大宗以現(xiàn)場(chǎng)制氣為主，本質(zhì)是運(yùn)營(yíng)模式電子大宗以現(xiàn)場(chǎng)制氣為主。氣體公司需要提前在客戶工廠或臨近場(chǎng)地投資建設(shè)供氣系統(tǒng)，前期投資額較大，合同期長(zhǎng)（通常長(zhǎng)達(dá)10-20年）。電子大宗的收費(fèi)中包含“固定收費(fèi)”和“變動(dòng)氣費(fèi)”兩部分，其中單個(gè)項(xiàng)目的固定收費(fèi)現(xiàn)值可基本覆蓋前期投資成本；變動(dòng)氣費(fèi)則根據(jù)類(lèi)“成本加成法”定價(jià)原則，單方氣體賺取“穩(wěn)定的毛利”，因此電子大宗具備“穩(wěn)盈利”的保障，本質(zhì)是運(yùn)營(yíng)模式。固定收費(fèi)實(shí)質(zhì)為氣體產(chǎn)品的保底收費(fèi)，為氣體公司盈利提供保障。以廣鋼氣體為例，2019年-2022年電子大宗現(xiàn)場(chǎng)制氣項(xiàng)目收入中固定費(fèi)用占比基本保持在45%左右，2022年電子大宗現(xiàn)場(chǎng)制氣項(xiàng)目收入中，固定收費(fèi)占比為43.1%，變動(dòng)氣費(fèi)的占比為56.9%。競(jìng)爭(zhēng)要點(diǎn)：電子大宗對(duì)可靠性及穩(wěn)定性要求極高電子大宗氣體是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要專業(yè)穩(wěn)定的工程能力。電子大宗對(duì)可靠性及穩(wěn)定性要求極高。電子大宗占下游客戶生產(chǎn)成本不高，據(jù)廣鋼氣體公告，例如投資一個(gè)晶圓廠百億以上的投入，對(duì)應(yīng)配套的電子大宗項(xiàng)目投資成本占比可能僅為1%。但電子大宗對(duì)下游客戶的生產(chǎn)影響較大，“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，若發(fā)生故障將導(dǎo)致整條產(chǎn)線受到影響，故成功案例/成熟經(jīng)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)是入局的重要條件。競(jìng)爭(zhēng)格局：電子大宗項(xiàng)目壁壘高，格局高度集中國(guó)內(nèi)電子大宗氣體市場(chǎng)格局集中。據(jù)廣鋼氣體公司公告，2018-2022年9月電子半導(dǎo)體領(lǐng)域新建現(xiàn)場(chǎng)制氣項(xiàng)目中，三大外資企業(yè)和廣鋼氣體中標(biāo)產(chǎn)能占比達(dá)93.1%。進(jìn)入電子大宗賽道難度大。從廣鋼氣體公告的18-22M9期間電子大宗項(xiàng)目招投標(biāo)情況，可以發(fā)現(xiàn)目前仍存在“僅邀請(qǐng)外資”、“要求一定項(xiàng)目運(yùn)行年限”等苛刻條件。本質(zhì)原因還是在于電子大宗是復(fù)雜的工程項(xiàng)目，在專業(yè)性要求極高的同時(shí)，對(duì)于下游而言，置換、試錯(cuò)成本同樣也很高。以日本為鑒，看中國(guó)氣體市場(chǎng)的機(jī)遇和不同日本市場(chǎng)回顧（60-70s）：空分設(shè)備高度國(guó)產(chǎn)化日本氣體市場(chǎng)格局較為分散且同時(shí)存在較高比例的自建供氣。60-70年代日本市場(chǎng)主要參與者為兩大龍頭——NS(NipponSanso)和Teisan(法液空于1910年創(chuàng)建的日本子公司)+四個(gè)區(qū)域性供應(yīng)商——OS(OsakaSanso)、TaS(TaiyoSanso)、DS(DaidoSanso)、ToS(ToyoSanso)。由于氧氣和氮?dú)馐袌?chǎng)中自建供氣比例較高，導(dǎo)致日本市場(chǎng)整體集中度較低?？辗衷O(shè)備快速發(fā)展并實(shí)現(xiàn)充分國(guó)產(chǎn)化。60年代以前日本氣體企業(yè)仍嚴(yán)重依賴海外技術(shù)；到60年代初，NS獲得了Linde技術(shù)的獨(dú)家訪問(wèn)權(quán)，日本空分設(shè)備技術(shù)開(kāi)始快速發(fā)展；至60年代后期，本土廠商幾乎完全占據(jù)了日本市場(chǎng)，日本空分設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度國(guó)產(chǎn)化。日本市場(chǎng)回顧（80-90s）：國(guó)際化過(guò)程中的攻與守80年代前，日本空分設(shè)備高度國(guó)產(chǎn)化+自建供氣比例較高，阻礙了前期外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)者的進(jìn)入。直至1980年，外國(guó)氣體公司中僅有AL（法液空）控制的子公司Teisan在日本經(jīng)營(yíng)。我們認(rèn)為或由于早在60年代，日本的空分設(shè)備就已實(shí)現(xiàn)高度國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)自建供氣模式滿足了大部分市場(chǎng)需求，外包供氣的市場(chǎng)空間不大，因而外國(guó)氣體公司未能大規(guī)模進(jìn)入。攻方：80-90年代，BOC和AP以收購(gòu)日本公司股權(quán)的方式進(jìn)入日本市場(chǎng)。守方：日本企業(yè)通過(guò)合并以及強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)（技術(shù)+服務(wù)模式）守住本土份額。日本公司通過(guò)國(guó)內(nèi)合并的方式擴(kuò)張規(guī)模，例如區(qū)域性生產(chǎn)商ToS和TaS合并，之后又與龍頭NS合并成大陽(yáng)日酸。此外，日本公司在電子特氣領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)（技術(shù)領(lǐng)先+優(yōu)質(zhì)管理服務(wù)）在一定程度上保護(hù)了其市場(chǎng)份額。以日本為鑒：用技術(shù)+專業(yè)化服務(wù)構(gòu)建α，國(guó)際化擴(kuò)張是長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的必要策略產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移的大β下，有望孕育出電子氣體巨頭公司。參考80年代第一次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，日本供應(yīng)商在半導(dǎo)體專用氣體方面的全球份額已達(dá)到42%（80年代末），1986年NS在日本特種氣體市場(chǎng)份額達(dá)到50-60%，成為電子氣體巨頭。我們認(rèn)為日本電子特氣廠商在全球占據(jù)較高份額，也主要由于通過(guò)技術(shù)+專業(yè)化服務(wù)構(gòu)建α。當(dāng)β逐漸消退，國(guó)際化是增長(zhǎng)的必要策略。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)即將二次轉(zhuǎn)移的背景下，NS在80年代與Teisan及其他日本特氣生產(chǎn)商在泰國(guó)、臺(tái)灣和韓國(guó)等地一起建造氣體工廠，國(guó)際化的擴(kuò)張戰(zhàn)略開(kāi)始實(shí)施。參考幾乎所有海外氣體龍頭的擴(kuò)張之路，常見(jiàn)的基本方式都是以收并購(gòu)為主，故NS也于80年代在美國(guó)、馬來(lái)西亞等地以收并購(gòu)的形式進(jìn)行國(guó)際化擴(kuò)張。大陽(yáng)日酸不夠堅(jiān)決的國(guó)際化收并購(gòu)戰(zhàn)略致使全球份額下降。由于1）NS缺乏國(guó)際化經(jīng)驗(yàn)和合適的人員；2）NS自認(rèn)為其資本基礎(chǔ)和分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)還不足以支持更大規(guī)模的收并購(gòu)擴(kuò)張，所以NS與其他日本特氣廠商選擇了向海外售賣(mài)工藝包的模式擴(kuò)張，因此在90年代，不夠堅(jiān)決的國(guó)際擴(kuò)張戰(zhàn)略導(dǎo)致其全球工業(yè)氣體市場(chǎng)份額從1994年的8%下降到2000年的6%。中國(guó)機(jī)遇：有望成長(zhǎng)出電子氣體巨頭國(guó)內(nèi)空分設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不斷提高，至2020年已達(dá)75%以上，與60年代的日本相似。目前國(guó)內(nèi)在電子大宗、電子特氣，都有一批具有潛力的公司，其中有望成長(zhǎng)出電子氣體巨頭。我們認(rèn)為本土氣體公司發(fā)展的突破口或在于1）乘產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移+光伏新需求之風(fēng)，以技術(shù)+服務(wù)塑造護(hù)城河；2）以收并購(gòu)整合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提高集中度，并進(jìn)一步向新興的海外市場(chǎng)擴(kuò)張。應(yīng)用環(huán)節(jié)工藝迭代，驅(qū)動(dòng)電子氣體品類(lèi)升級(jí)需求增長(zhǎng)下游側(cè)重工藝不同，故單品間景氣度有差異電子特氣“需求跟隨工藝”帶來(lái)幾個(gè)特點(diǎn)：1）各工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)路徑或隨著技術(shù)發(fā)展更新迭代，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)相應(yīng)電子特氣的品種選擇及用量上發(fā)生改變；2）不同應(yīng)用領(lǐng)域側(cè)重的工藝環(huán)節(jié)不同，或?qū)е虏煌娮犹貧馄奉?lèi)的下游景氣有差異，例如集成電路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)多在電路制程，光刻及刻蝕類(lèi)氣體受集成電路制程工藝迭代或者變化影響更為顯著，而光伏重點(diǎn)在于成膜后的光效率及使用壽命，故沉積用氣受光伏裝機(jī)量高增或電池工藝路徑變更影響較為顯著。沉積用氣：硅烷、超純氨、高純氧化亞氮、六氟化鎢等沉積用氣核心品種：硅烷、超純氨、高純氧化亞氮、六氟化鎢等。薄膜生長(zhǎng)是采用物理或化學(xué)方法使物質(zhì)附著于襯底材料表面的過(guò)程。根據(jù)工作原理不同，可分為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積以及外延沉積工藝。在半導(dǎo)體核心流程中，主要涉及到化學(xué)氣相沉積以及外延沉積工藝。化學(xué)氣相沉積（CVD）是多種氣體混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終將反應(yīng)物沉積成膜的過(guò)程，主要應(yīng)用于光伏和面板行業(yè)。例如，在光伏領(lǐng)域，經(jīng)化學(xué)氣相沉積生成減反射膜，達(dá)到表面鈍化，增加光能利用率。外延沉積是在襯底生長(zhǎng)出一層與原襯底相同晶格取向的晶體外延層，可用于減小襯底電阻、增強(qiáng)襯底隔離等。外延工藝廣泛用于集成電路，形成芯片內(nèi)部的微型器件單元，例如晶體管的存儲(chǔ)單元。根據(jù)生長(zhǎng)方法可以將外延沉積工藝分為兩大類(lèi)：全外延和選擇性外延。外延沉淀用氣常為含硅氣體源：硅烷，二氯硅烷和三氯硅烷；某些特殊外延工藝中還要用到含鍺和碳的氣體鍺烷和甲基硅烷；選擇性外延工藝中還需要用到刻蝕性氣體氯化氫，反應(yīng)中的載氣一般選用氫氣。超純氨：預(yù)計(jì)2026年國(guó)內(nèi)需求16萬(wàn)噸應(yīng)用廣泛，常與硅烷進(jìn)行反應(yīng)使用。超純氨常作為氮源與硅烷或其他硅化物反應(yīng)，形成氮化硅或氮氧化硅薄膜。在集成電路領(lǐng)域，主要通過(guò)CVD工藝沉積生長(zhǎng)氮化硅介質(zhì)層，用作絕緣層、保護(hù)層或活性薄膜；在新型顯示領(lǐng)域，主要用于生成氮化硅和氮氧化硅半導(dǎo)體膜；在光伏領(lǐng)域，主要通過(guò)PECVD工藝沉積生長(zhǎng)氮化硅或氮氧化硅，形成減反射膜以提高太陽(yáng)光吸收率。下游泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展拉動(dòng)市場(chǎng)擴(kuò)容。需求方面，近年來(lái)集成電路/顯示面板/光伏/LED等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷拉動(dòng)對(duì)超純氨的需求，據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2026年國(guó)內(nèi)超純氨市場(chǎng)需求將達(dá)到16.0萬(wàn)噸；供給方面，據(jù)科利德公司公告，截至2023年10月，國(guó)內(nèi)可統(tǒng)計(jì)主要內(nèi)資企業(yè)超純氨產(chǎn)能約6.9萬(wàn)噸，未來(lái)可統(tǒng)計(jì)產(chǎn)能規(guī)劃高達(dá)7萬(wàn)噸以上；價(jià)格方面，受益光伏景氣，國(guó)內(nèi)超純氨市場(chǎng)價(jià)從2021年初9000元/噸，上漲至2023年初最高20000元/噸，目前價(jià)格回落至16000元/噸。六氟化鎢：IC迭代拉動(dòng)市場(chǎng)擴(kuò)容，2025年或出現(xiàn)供應(yīng)缺口高純六氟化鎢用途廣泛，目前主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路化學(xué)氣相沉積工藝，其沉積形成的鎢導(dǎo)體膜可用作通孔和接觸孔的互連線，具有低電阻、高熔點(diǎn)的特點(diǎn)，純度一般需要達(dá)到5N；其次，通過(guò)混合金屬的化學(xué)氣相沉積工藝制得鎢和錸的復(fù)合涂層，應(yīng)用于太陽(yáng)能吸收器以及X射線發(fā)射電極的制造；同時(shí)六氟化鎢也作為電子元器件原材料、聚合催化劑、氟化劑及光學(xué)材料原料等。集成電路工藝迭代拉動(dòng)六氟化鎢市場(chǎng)擴(kuò)容。據(jù)觀研天下，集成電路領(lǐng)域3DNAND層數(shù)從32層發(fā)展至64層和128層，六氟化鎢用量快速增長(zhǎng)，同時(shí)存儲(chǔ)芯片廠商的產(chǎn)能也在快速拉升。據(jù)中船特氣公司公告，2022年國(guó)內(nèi)的六氟化鎢需求量約為1600噸，在使用量增加和下游產(chǎn)能擴(kuò)張的雙重因素驅(qū)動(dòng)下，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)六氟化鎢的需求量將達(dá)到4500噸，2025年國(guó)內(nèi)供給端將達(dá)4030噸產(chǎn)能，或產(chǎn)生供需缺口約470噸。摻雜用氣：半導(dǎo)體及集成電路制造中的摻雜工藝原材料常見(jiàn)摻雜氣包含乙硼烷、磷烷、砷烷、三氯化硼等。摻雜指的是將雜質(zhì)摻入晶圓中的特定區(qū)域，從而改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性和導(dǎo)電類(lèi)型，形成PN結(jié)、電阻、歐姆接觸等。由于硅片本身的載流子濃度很低，需要導(dǎo)電則需要有空穴或電子，因此引入III、V族元素，誘導(dǎo)出更多的空穴和電子，從而形成P型半導(dǎo)體或者N型半導(dǎo)體。擴(kuò)散和離子注入是半導(dǎo)體摻雜的兩種主要工藝。擴(kuò)散是在合適的溫度和濃度梯度下，用III、V族元素占據(jù)硅原子位置。在一定溫