報(bào)告出品方：東海證券

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1.電子特種氣體行業(yè)概述

1.1.電子特氣屬于工業(yè)氣體中高純度細(xì)分市場

（1）18 世紀(jì)末空氣分離技術(shù)開啟了工業(yè)氣體行業(yè)的發(fā)展，隨著氣體純度與品質(zhì)的需求不斷提升，特種氣體細(xì)分市場逐步形成。電子特氣技術(shù)延續(xù)于工業(yè)氣體的發(fā)展進(jìn)步，18 世紀(jì)末，工業(yè)氣體主要被應(yīng)用于醫(yī)用領(lǐng)域，后逐步應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域；20 世紀(jì)中期，分餾加工方法的發(fā)明和使用，大大降低了工業(yè)氣體的生產(chǎn)成本，加速了工業(yè)氣體的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；20 世紀(jì)末，電子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，運(yùn)用于集成電路、顯示面板等電子設(shè)備的高品質(zhì)、高純度電子特氣需求增大，從而誕生了特種氣體行業(yè)。至今，隨著電子信息等高新技術(shù)的迅速發(fā)展，特種氣體規(guī)模不斷擴(kuò)張、技術(shù)壁壘不斷提升。海外企業(yè)具備多年的技術(shù)、渠道、資源、人才的積累，在特種氣體市場占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢，近些年國內(nèi)部分領(lǐng)先龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，打破了海外產(chǎn)品壟斷，逐步在市場嶄露頭角。

（2）工業(yè)氣體主要依據(jù)純度不同可分為大宗氣體和特種氣體，而電子特種氣體屬于特種氣體中對純度要求更高的一類應(yīng)用氣體。大宗氣體主要包括空分氣體（氧、氮、氬等）以及合成氣體（乙炔、二氧化碳等），此類氣體一般對純度要求在 4N（99.99%，一個(gè) N 代表1 個(gè) 9）以下，主要用于冶金、化工、機(jī)械、電力、造船等傳統(tǒng)領(lǐng)域。特種氣體指在部分特定領(lǐng)域應(yīng)用的氣體產(chǎn)品，根據(jù)純度和用途又可以細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)氣體、高純氣體和電子特種氣體。
特種氣體純度一般要求在 5N 以上，電子特種氣體一般要求在 6N 以上。特種氣體下游主要應(yīng)用于集成電路、液晶面板、LED、光伏、生物醫(yī)藥、新能源等新興產(chǎn)業(yè)。

（3）整個(gè)工業(yè)氣體的產(chǎn)業(yè)鏈上下游較為相似，一般來說設(shè)備與原材料對氣體公司的成本以及產(chǎn)品質(zhì)量影響顯著。如下圖所示，整個(gè)工業(yè)氣體產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括原料、設(shè)備、相關(guān)能源三個(gè)部分。其一，在原材料選擇上，空分氣體的原料主要為空氣或者工業(yè)廢氣，成本較低；合成氣體的原料主要為化學(xué)產(chǎn)品，成本較高。一般來說，特種氣體的原料主要為外購的工業(yè)氣體和化學(xué)原材料，成本相對較高。其二，設(shè)備主要分為氣體生產(chǎn)設(shè)備、氣體儲存設(shè)備和氣體運(yùn)輸設(shè)備。氣體生產(chǎn)設(shè)備主要有空分設(shè)備和氣體提純設(shè)備，氣體儲存設(shè)備主要有鋼瓶和儲槽，氣體運(yùn)輸設(shè)備主要有用液化氣槽車和管道。生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸設(shè)備決定了氣體公司的品質(zhì)與服務(wù)，很多電子特氣企業(yè)與上游形成了長期、定制的合作關(guān)系，也是電子特氣企業(yè)的核心壁壘之一。其三，工業(yè)氣體生產(chǎn)過程中需要消耗大量的水電能源和燃油資源，相關(guān)成本占據(jù)氣體生產(chǎn)公司的 1/3 左右。產(chǎn)業(yè)鏈的中游為大宗氣體和特種氣體的制造、運(yùn)輸和儲存。中游根據(jù)空氣的制備方式不同、應(yīng)用領(lǐng)域不同、純度不同等屬性影響大致分為大宗氣體和特種氣體。其中的電子特種氣體屬于專注應(yīng)用在集成電路、顯示面板等電子產(chǎn)業(yè)的細(xì)分種類，占據(jù)電子特氣的較大比例。產(chǎn)業(yè)鏈下游根據(jù)用氣量規(guī)模和品種大致分為大宗客戶和零售客戶，大宗客戶用氣量大，一般來自于鋼鐵、冶金、有色金屬、石油化工、煤化工、化肥等傳統(tǒng)行業(yè)；零售客戶有著小批量、多品種以及多頻次的特點(diǎn)，一般應(yīng)用于電子半導(dǎo)體、醫(yī)藥、面板、環(huán)保新能源、高端設(shè)備、光伏等領(lǐng)域。

1.2.純度與混配精度是電子特氣的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)

（1）電子氣體是晶圓制造過程中占比第二大的半導(dǎo)體耗材，也被稱為晶圓的“血液”。根據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2020 年全球晶圓制造材料中，電子氣體占比約為 13%，是占比僅次于硅片的半導(dǎo)體材料。廣義的“電子氣體”指可用于電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體，是最重要原材料之一；狹義的“電子氣體”特指可用于電子半導(dǎo)體領(lǐng)域生產(chǎn)的特種氣體，依據(jù)《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》在電子專用材料制造的重點(diǎn)產(chǎn)品分類，將電子氣體分為了電子特種氣體和電子大宗氣體。

（2）電子特氣是貫穿晶圓制造工藝流程的關(guān)鍵耗材，其中在刻蝕和摻雜中使用占比較高。細(xì)分至晶圓制造的整套工藝生產(chǎn)過程中，使用到的電子特種氣體涉及上百種，核心工段涉及 40-50 種，貫穿外延，成膜，離子注入，摻雜、刻蝕、沉積等工藝流程。其中在刻蝕、摻雜、外延沉積以及光刻工藝中使用占比較高，分別為 36%、34%、24%和 18%。

（3）電子特氣有純度和混配精度兩個(gè)核心指標(biāo)，通過氣體純化和氣體合成兩項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)來滿足要求。通常電子特氣的純度要求 5N 以上，晶圓制造環(huán)節(jié)中對電子特氣的純度要求更為嚴(yán)格，一般在 6N 以上；而混配精度是混配氣體的核心參數(shù)，即精準(zhǔn)控制不同氣體的混配比額，行業(yè)內(nèi)一般以 ppm（百萬分之一，10-6）、ppb（十億分之一，10-9）、ppt（萬億分之一，10-12）以及百分?jǐn)?shù)來表示組分配比。隨著集成電路制造工藝的迭代升級，線寬越來越窄，晶體管密度越來越高，對電子特氣的純度、穩(wěn)定性等指標(biāo)的要求也越來越高。

（4）特種氣體的生產(chǎn)技術(shù)種類較多，相對來說合成技術(shù)與純化技術(shù)是氣體產(chǎn)品的純度與混配精度的關(guān)鍵技術(shù)。特種氣體行業(yè)的主要生產(chǎn)技術(shù)包括氣體純化、氣體合成、空氣分離、氣體充裝、氣體混配、氣體檢測、鋼瓶處理等。其中合成技術(shù)和純化技術(shù)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，保證了電子特氣的純度和潔凈度。

（5）根據(jù)氣體的特征不同，純化與合成技術(shù)又有多種不同種類的制作方法。如下圖所示，常見的氣體純化技術(shù)主要有吸附法、精餾法、吸收法、膜分離法等，氣體合成技術(shù)主要分為電解法、化學(xué)法和電解化學(xué)法等。

1.3.電子特氣的多重行業(yè)壁壘

（1）電子氣體從生產(chǎn)技術(shù)角度來看是有著多壁壘的技術(shù)密集型行業(yè)。特種氣體具有較高的技術(shù)壁壘、營銷網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)壁壘、客戶認(rèn)證壁壘、資質(zhì)壁壘和人才壁壘。
①技術(shù)壁壘：特種氣體在生產(chǎn)過程中設(shè)計(jì)氣體合成、純化、混配、充裝、檢測、分離、氣瓶處理等多項(xiàng)工藝技術(shù)，客戶對純度和精度等指標(biāo)的高要求，對行業(yè)進(jìn)入者形成了較高的技術(shù)壁壘。
②客戶認(rèn)證壁壘：因?yàn)樘胤N氣體的產(chǎn)品質(zhì)量對下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量影響巨大，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)商的選擇均需經(jīng)過審廠、產(chǎn)品認(rèn)證 2 輪嚴(yán)格的審核認(rèn)證，其中光伏能源、光纖光纜領(lǐng)域的審核認(rèn)證周期通常為 0.5-1 年，顯示面板通常為 1-2 年，集成電路領(lǐng)域的審核認(rèn)證周期長達(dá) 2-3 年。
③營銷網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)壁壘：因客戶對氣體種類、響應(yīng)速度、服務(wù)質(zhì)量的高要求，氣體公司需要投入大量人力物力進(jìn)行鋪點(diǎn)建設(shè)，不斷擴(kuò)大營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并隨著營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的完善不斷促進(jìn)市場開拓與客戶挖掘。
④資質(zhì)壁壘：因?yàn)楣I(yè)氣體屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，資質(zhì)獲取作為工業(yè)氣體行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的前置程序，資質(zhì)審核過程嚴(yán)格，不僅需對企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境、工藝、設(shè)備等進(jìn)行多次現(xiàn)場評估，還要求生產(chǎn)人員、管理人員均需通過相應(yīng)測試并取得個(gè)人資質(zhì)，嚴(yán)格的資質(zhì)審核對行業(yè)新進(jìn)入者形成了較高的資質(zhì)壁壘。

（2）電子特氣的運(yùn)輸與供氣方式也是與下游客戶關(guān)系綁定的重要特征之一，在晶圓廠建廠時(shí)打入客戶供應(yīng)鏈會占據(jù)較強(qiáng)粘性。電子特氣分為零售供氣與現(xiàn)場制氣兩種，零售供氣又分為采用瓶裝供氣和儲槽供氣兩種方式。特種氣體的銷售存在多品種、小批量、高頻次的特點(diǎn)，因此對于特種氣體，根據(jù)客戶的需求多采用瓶裝供氣模式和儲槽供氣兩種方式。瓶裝供氣模式會根據(jù)客戶需求隨時(shí)運(yùn)送產(chǎn)品，因?yàn)樘胤N氣體單位價(jià)值較高，基本不受運(yùn)輸半徑影響，客戶更看重產(chǎn)品的質(zhì)量以及配送交付的穩(wěn)定性。儲槽供氣通過低溫槽車運(yùn)送至客戶端，將低溫液體產(chǎn)品儲存在客戶現(xiàn)場的儲槽中，根據(jù)客戶規(guī)模要求可自行氣化使用，運(yùn)輸半徑一般在 200km 左右，合同期在 3-5 年，相對于瓶裝氣模式更要求客戶關(guān)系和配送能力。而現(xiàn)場制氣一般是滿足大規(guī)模用氣的運(yùn)輸方式，只有規(guī)模較大的晶圓廠與電子特氣企業(yè)才會建立這種周期長達(dá) 5-20 年的供氣方式?，F(xiàn)場制氣又分為晶圓廠近端建設(shè)供氣工廠、遠(yuǎn)程管道輸送供氣兩種方式。

（3）TGCM 模式是針對半導(dǎo)體行業(yè)的一種專業(yè)化供氣服務(wù)模式，對于國內(nèi)氣體公司而言尚處于探索階段。TGCM 全稱為 Total Gas and Chemical Management （全面氣體及化學(xué)品運(yùn)維管理服務(wù)），由于氣體屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，氣體供應(yīng)及運(yùn)維服務(wù)需要較強(qiáng)的專業(yè)性和安全管控能力，而半導(dǎo)體廠商對氣體質(zhì)量和及時(shí)性的要求極高，因此大型半導(dǎo)體廠商通常將整套氣體及化學(xué)品的運(yùn)維管理服務(wù)外包給富有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)氣體公司，由氣體公司承擔(dān)其全套氣體及危險(xiǎn)化學(xué)品的調(diào)配、檢測、庫存管理及設(shè)備運(yùn)維管理等服務(wù)。目前半導(dǎo)體領(lǐng)域的TGCM 服務(wù)絕大部分由世界排名前幾位的大型氣體公司承接，如林德集團(tuán)、液化空氣、空氣化工、大陽日酸等，國內(nèi)大部分公司目前處于起步階段，未來還有很大成長空間。

2.國產(chǎn)企業(yè)逐步打破全球寡頭壟斷局面

2.1.中國電子特種氣體需求高速增長

（1）全球工業(yè)氣體行業(yè)逐年穩(wěn)步增長，中國工業(yè)氣體行業(yè)起步較晚，但復(fù)合增速快于全球 2pct 左右。根據(jù)億渡數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，2017 年全球工業(yè)氣體市場規(guī)模為 7202 億元，2021年增長至 9432 億元，復(fù)合增長率為 6.97%，在工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的背景下，預(yù)計(jì)到 2026 年市場規(guī)模將增長至 13299 億元，2021 年到 2026 年復(fù)合增長率為 7.11%。中國工業(yè)氣體行業(yè)盡管起步較晚，但在國家政策的大力推動(dòng)下以及以電子特種氣體為代表的半導(dǎo)體領(lǐng)域新需求增長，中國工業(yè)氣體市場規(guī)模將保持高增長，預(yù)計(jì)到 2026 年中國工業(yè)氣體市場規(guī)模將增長至 2842 億元，2021 年到 2026 年復(fù)合增長率為 9.63%，未來中國工業(yè)氣體市場發(fā)展空間巨大。

（2）大宗氣體市場規(guī)模約占工業(yè)氣體市場規(guī)模的 80%，在鋼鐵、石油化工等傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)揮重要作用，很多電子特氣公司發(fā)家于大宗氣體業(yè)務(wù)。中國大宗氣體市場規(guī)模從 2017 年的 1036 億元增長至 2021 年的 1456 億元，年復(fù)合增長率為 8.89%。在下游鋼鐵、石油化工等行業(yè)需求穩(wěn)定增長以及工業(yè)氣體設(shè)備技術(shù)提升等供需兩端的推動(dòng)下，預(yù)計(jì) 2026 年中國大宗氣體市場規(guī)模將達(dá) 2034 億元。

（3）中國特種氣體行業(yè)發(fā)展迅速，其中 63%約為電子特種氣體，下游應(yīng)用主要集中在電子半導(dǎo)體領(lǐng)域。根據(jù)億渡數(shù)據(jù)，特種氣體中電子特種氣體占比約為 63%。2017 年到 2021年中國特種氣體行業(yè)市場規(guī)模從 175 億元增長至 342 億元，年復(fù)合增長率為 18%，在電子半導(dǎo)體下游需求持續(xù)增長和國家政策的鼓勵(lì)推動(dòng)下，預(yù)計(jì) 2026 年中國特種氣體行業(yè)的市場規(guī)模將增長至 808 億元，2021 年到 2026 年復(fù)合增長率為 18.76%。

（4）在集成電路以及相關(guān)下游行業(yè)需求增長的帶動(dòng)下，全球電子特種氣體市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步增長態(tài)勢。根據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù)，2017 年全球電子特種氣體市場規(guī)模約為 36.91億美元，2021 年增長至 45.38 億美元，2017 年到 2021 年的 CAGR 為 5.30%，預(yù)計(jì) 2025年市場規(guī)模將超過 60 億美元，2021 年到 2025 年年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)達(dá)到 7.33%。

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