報告出品方：浙商證券

以下為報告原文節(jié)選

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1 電子特氣：電子工業(yè)的血液

1.1 受益集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，電子特氣有望快速成長

按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，工業(yè)氣體可以分為大宗氣體和特種氣體。大宗氣體是指純度要求低于 5N，產(chǎn)銷量較大的工業(yè)氣體。特種氣體廣泛用于電子、電力、石油化工、采礦等領(lǐng)域，對純度、品種、性質(zhì)有特殊要求，產(chǎn)品數(shù)量多但單一產(chǎn)品用量較小。
電子氣體指的是專門用于電子半導(dǎo)體領(lǐng)域的一類工業(yè)氣體，可分為電子大宗氣體、電子特種氣體等。
（1）電子大宗氣體：指運(yùn)用于半導(dǎo)體制造中耗量較大的氣體，如氧氣、氮?dú)狻鍤?、氫氣、氦氣和二氧化碳等，主要用于環(huán)境氣、保護(hù)氣與載體，一般采用現(xiàn)場制氣生產(chǎn)模式。
（2）電子特種氣體：是指應(yīng)用于電子行業(yè)的氣體，其質(zhì)量直接影響電子器件的成品率和性能。目前半導(dǎo)體行業(yè)各個環(huán)節(jié)使用的特種氣體有 114 種，常用的有 44 種。主要包含有三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯、氨氣等，一般采用液態(tài)與瓶裝氣體生產(chǎn)模式。

電子特氣產(chǎn)業(yè)上游原料是空氣、空氣廢氣以及基礎(chǔ)化學(xué)原料，下游主要用于集成電路、顯示面板、LED 與光伏等泛半導(dǎo)體行業(yè)，2021 年需求占比分別為 43%、21%、13%、6%。

電子氣體按照制造工序不同可分為外延晶體生長氣、熱氧化氣、外延氣、摻雜氣、擴(kuò)散氣、化學(xué)氣相沉積氣（CVD）、噴射氣、離子注入氣、等離子蝕刻氣、載氣/吹洗氣、光刻氣、退火氣、焊接氣、燒結(jié)氣和平衡氣等。

按照氣體所含化學(xué)成分，電子特氣可分為含氟氣體、含硅氣體、含硼氣體、含鍺氣體、氫化物氣體等。其中含氟特氣約占全球電子特氣市場的 30%左右，主要用作清洗劑、蝕刻劑、摻雜劑及成膜材料等。

我們梳理了 2009 年以來中國電子特氣的發(fā)展路程，從光伏行業(yè)爆發(fā)帶來電子特氣的第一次迅速發(fā)展到后續(xù) LED、顯示面板以及集成電路行業(yè)的相繼接力，中國電子特氣行業(yè)周期性并不顯著。
（1）第一階段（2009-2011 年）：光伏行業(yè)爆發(fā)式增長帶來電子特種氣體行業(yè)第一次發(fā)展在這一階段，隨著光伏組件價格下降、光伏電站收益率上升，光伏裝機(jī)需求顯著上升。
2009-2011 年中國光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量由 0.2GW 增長至 2.1GW，年復(fù)合增速為 259%，光伏裝機(jī)需求的爆發(fā)式增長帶來了電子特氣市場的第一次發(fā)展。
（2）第二階段（2012-2014 年）：光伏行業(yè)走弱，LED 接力，電子特氣市場增長穩(wěn)定2010 年以來 LED 產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能擴(kuò)張與其替代白熾燈給 LED 打開廣闊市場空間，2012 年2014 年 LED 市場規(guī)模由 1920 億元增長至 3507 億元，年復(fù)合增速 35%，高于十二五規(guī)劃增速 26%。LED 市場的高速增長承接了 2012 年歐美雙反所帶來的光伏行業(yè)下滑對電子特氣市場的影響，電子特氣市場實現(xiàn)穩(wěn)定增長。
（3）第三階段（2015-2018 年）：顯示面板行業(yè)量價回升維持電子特氣行業(yè) 10%以上增長中國 TV 品牌崛起提升了對大尺寸面板的需求，隨著國內(nèi)面板廠商京東方與華星光電開展大尺寸面板產(chǎn)能擴(kuò)張，以及中國臺灣地震影響群創(chuàng)等公司產(chǎn)能，面板價格迅速上升，量價齊升帶來顯示面板市場迅速回溫，電子特氣市場穩(wěn)定增長。
（4）第四階段（2019-2022 年）：集成電路行業(yè)高速發(fā)展，電子特氣增長提速隨著大數(shù)據(jù)、云平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與 5G 應(yīng)用的到來，芯片市場需求強(qiáng)勁，先進(jìn)工藝和成熟工藝快速成長，2019-2021 年中國集成電路市場復(fù)合增速為 19%，集成電路行業(yè)的高速發(fā)展維持了電子特氣的穩(wěn)定增長。

1.2 電子特氣是集成電路第二大耗材，應(yīng)用在各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)

北美半導(dǎo)體協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，芯片制造成本中電子氣體（含電子大宗氣體與電子特氣）占比約為 14%，是半導(dǎo)體制造的第二大耗材。其中，硅片材料、電子氣體、掩模板、光刻膠占比分別為 31%、14%、14%、6%。

半導(dǎo)體制造涉及上千道工序，工藝極其復(fù)雜，需使用上百種電子特種氣體。作為集成電路、顯示面板等行業(yè)必需的支撐性材料，電子特氣廣泛應(yīng)用于清洗、成膜、光刻、刻蝕、摻雜等工藝環(huán)節(jié)。

我們梳理了清洗、成膜、光刻、刻蝕、摻雜等半導(dǎo)體制造涉工序中所使用的主要電子特種氣體：

（1）清洗

清洗是指用化學(xué)或物理方法對芯片加工過程及 CVD 反應(yīng)腔室中附著的雜質(zhì)、殘留物等進(jìn)行清理，是芯片制造中步驟最多的工藝，主要的清洗氣體包括三氟化氮等。

（2）成膜

成膜是指原料氣或蒸汽通過氣相反應(yīng)沉積出一層金屬或者氧化物亦或氮化物的過程，主要的成膜氣體包含有六氟化鎢、硅烷、笑氣、氨氣等。

（3）光刻

光刻是指通過涂膠、曝光、顯影等工藝，利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行微細(xì)加工圖形轉(zhuǎn)移的技術(shù)工藝。在光刻過程中，需要充入混合氣，在受到高壓激發(fā)后，混合氣會形成等離子體，在其過程中產(chǎn)生的固定波長的光線在經(jīng)過聚合、濾波等過程后形成光刻機(jī)光源。
主要的混合氣有氬/氟/氖混合氣、氪/氖混合氣、氬/氖混合氣、氬/氙/氖混合氣等。目前，烏克蘭供應(yīng)全球 70%的氖氣，40%的氪氣和 30%的氙氣。ArF 準(zhǔn)分子激光器所使用的氬/氟/氖混合氣體中氖氣占比為 95%，其中氪氣主要應(yīng)用于光刻制程，氙氣主要應(yīng)用于半導(dǎo)體刻蝕制程。

（4）刻蝕

刻蝕氣體用于有選擇地從硅片表面去除不需要的光阻或者光刻膠，其基本目標(biāo)是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩模圖形?？涛g氣體主要為氟碳類氣體，如一氟甲烷，二氟甲烷或者三氟甲烷等。除此外，鹵素類氣體也用于刻蝕過程，如氯化氫、溴化氫與氯氣等。

（5）摻雜

在半導(dǎo)體器件和集成電路制造中，通過將摻雜氣體摻入半導(dǎo)體材料內(nèi)以使其具有所需要的導(dǎo)電類型和一定的電阻率，主要摻雜氣體包括砷烷、磷烷、硼烷、三氟化硼等。

2 預(yù)計 2023 年中國電子特氣市場規(guī)模 249 億元，受益晶圓廠擴(kuò)張、光伏裝機(jī)高增，預(yù)計 2023-2025 年行業(yè)復(fù)合增速 13%

依據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù)，預(yù)計 2023 年全球電子特氣市場規(guī)模 51 億美元，2023-2025 年復(fù)合增速 8%。SEMI 數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計 2023 年中國電子特氣市場規(guī)模為 249 億元，2023-2025年將維持 13%左右的較快增長。

2.1 集成電路國產(chǎn)化，電子特氣需求持續(xù)上升

晶圓是指制作硅半導(dǎo)體電路所用的硅晶片，其產(chǎn)銷數(shù)據(jù)是衡量集成電路行業(yè)景氣度的重要指標(biāo)之一。SEMI 數(shù)據(jù)顯示，2022 年全球晶圓出貨量較 2021 年增長 4%，達(dá)到 147 億平方米。據(jù) ICMtia，2021 年 200-300mm 晶圓出貨面積占全球集成電路用硅片出貨面積的93%。因此，我們主要梳理了全球以及中國 200mm、300mm 晶圓產(chǎn)能情況：

總結(jié)一：中國晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張速度將快于全球。
（1）全球晶圓產(chǎn)能：2023 年晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張將放緩

1）300mm 晶圓產(chǎn)能：據(jù) SEMI 所發(fā)布的《300mm 晶圓廠展望報告》，在 2021 和 2022年強(qiáng)勁增長后，由于內(nèi)存和邏輯元件需求疲軟，2023 年 300mm 晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張將放緩，預(yù)計為 735 萬片/月，且至 2026 年將達(dá)到每月 960 萬片的歷史新高，該區(qū)間內(nèi)計劃將有 82座新廠房和產(chǎn)線開展運(yùn)營。
2）200mm 晶圓產(chǎn)能：據(jù) SEMI 所發(fā)布的《200mm Fab Outlook to 2025》，2021-2025 年全球 200mm 晶圓廠產(chǎn)能將迎來 20%的增長以及 13 條新增的 200mm 晶圓生產(chǎn)線，預(yù)計至2025 年晶圓月產(chǎn)達(dá)到 700 萬片的歷史新高。依據(jù)以上預(yù)測，我們假定 2021-2025 年全球200mm 晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張速度維持在 4%，預(yù)計 2023 年全球 200mm 晶圓廠產(chǎn)能為 651 萬片/月，晶圓廠生產(chǎn)線數(shù)量為 215 條。

（2）中國晶圓產(chǎn)能：2022-2026 年中國 300mm 晶圓產(chǎn)能復(fù)合增速為 12%

1）300mm 晶圓產(chǎn)能：依據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，2022 年中國 300mm 晶圓產(chǎn)能為 152 萬片/月，全球市占率 22%，預(yù)計至 2026 年增長至 240 萬片/月，市占率提升至 25%，產(chǎn)能復(fù)合增速12%。
2）200mm 晶圓產(chǎn)能：依據(jù) SEMI 數(shù)據(jù)，我們預(yù)測 2022 年中國 200mm 晶圓產(chǎn)能為 132萬片/月，市場占有率為 21%，預(yù)計至 2025 年產(chǎn)能為 179 萬片/月，復(fù)合增速 11%。

總結(jié)二：晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張帶來中國半導(dǎo)體制造份額提升，預(yù)計 2030 年將提升至 24%。
由于美國的出口管制，預(yù)計未來中國晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張重點將繼續(xù)放在成熟技術(shù)上?；谥袊A廠產(chǎn)能擴(kuò)張，未來中國芯片制造能力將穩(wěn)步上升，SIA 數(shù)據(jù)顯示 2020 年中國半導(dǎo)體制造份額為 15%，預(yù)計將于 2030 年提升至 24%，成熟制程領(lǐng)域國產(chǎn)替代空間廣闊。

總結(jié)三：未來晶圓廠產(chǎn)能釋放將帶來電子特氣需求上升，預(yù)計 2025 年中國集成電路用電子氣體規(guī)模預(yù)計為 134 億元，2021-2025 年 CAGR 為 12%。
晶圓廠產(chǎn)能釋放將帶來電子特氣需求上升。IC Insights 數(shù)據(jù)顯示，中國集成電路市場需求預(yù)計將由 2020 年的 1430 億美元增長至 2025 年的 2230 億美元，復(fù)合增速 9.3%，市場需求持續(xù)上升。中國集成電路用電子氣體規(guī)模預(yù)計將從 2021 年的 85 億元增長至 2025 年的134 億元，四年 CAGR 為 12%，行業(yè)前景廣闊。

2.2 顯示面板市場：面板價格回暖，行業(yè)有望復(fù)蘇

顯示面板是構(gòu)成顯示器的重要組件之一，主要可分為 LCD、LED 與 Mini Led，下游應(yīng)用于電視、電腦、平板與車載顯示器等領(lǐng)域。Forst&Sullivan 數(shù)據(jù)顯示，在經(jīng)歷 2015-2018年的高速增長之后，目前顯示面板市場規(guī)模穩(wěn)定增長。隨著 2023 年經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇所帶來的換機(jī)需求，面板價格持續(xù)回暖，行業(yè)有望實現(xiàn)進(jìn)一步復(fù)蘇。

2.3 光伏市場：多晶料價格下降催生 2023 年光伏裝機(jī)顯著增長，光伏用電子特氣將持續(xù)收益

（1）復(fù)盤：行業(yè)發(fā)展已由政策補(bǔ)貼驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動，降本增效成為光伏行業(yè)發(fā)展核心1）全球市場：國際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）數(shù)據(jù)顯示，2010-2021 年，全球光伏發(fā)電平均度電成本由 0.417 美元/kWh 下降至 0.048 美元/kWh，降幅達(dá) 88%，光伏新增裝機(jī)量從 17.5GW 增長至 132.8GW，增幅 659%。
2）中國市場：基于行業(yè)發(fā)展前期的政策支持與技術(shù)進(jìn)步，中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)獲得快速成長，目前行業(yè)發(fā)展已由政策補(bǔ)貼驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動；受益于光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)迭代所帶來的降本增效，2010-2021 年中國光伏發(fā)電平均度電成本下降 89%，目前光伏發(fā)電已實行平價上網(wǎng)。
（2）展望 2023 年：近期多晶料供應(yīng)壓力緩解帶來度電成本下降，光伏行業(yè)需求將進(jìn)一步釋放，帶動光伏用電子特氣快速增長

據(jù) InfoLink Consulting 數(shù)據(jù)，2023 年 3 月 29 日多晶硅致密料價格為 208 元/kg，相較于2022 年峰值 303 元/kg 下跌 31%，跌幅明顯。中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示 2023 年 1-2 月國內(nèi)新增裝機(jī)20GW，同比增長 88%，預(yù)計 2023 年國內(nèi)光伏新增裝機(jī)將達(dá)到 110GW，同比增長 22%，帶動光伏用電子特氣快速增長。

3 中國電子特氣從進(jìn)口替代到供應(yīng)全球

3.1 行業(yè)壁壘高：技術(shù)壁壘、市場拓展壁壘、資金壁壘

（1）技術(shù)壁壘

電子特種氣體種類較多，不同類產(chǎn)品的合成、純化等工藝技術(shù)可能存在較大差異，且工藝路線長、過程復(fù)雜。電子特種氣體對產(chǎn)品純度、產(chǎn)品指標(biāo)的穩(wěn)定性和一致性要求極高，需要對生產(chǎn)過程中各類雜質(zhì)含量進(jìn)行精準(zhǔn)有效的控制，工藝難度較大。
根據(jù)氣體純度的不同，通常又將氣體純度分為四級，即普通氣體、純氣體、高純氣體和超高純氣體，下表給出氣體純度等級和器件生產(chǎn)工藝上的應(yīng)用：

電子特種氣體企業(yè)開發(fā)一種滿足半導(dǎo)體工藝要求的氣體品種，往往需要長時間的研發(fā)積累，實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，以及在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中對工藝參數(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化。目前國內(nèi)氣體企業(yè)實現(xiàn)了對部分電子特種氣體品種的國產(chǎn)替代，在產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化中，通常要面臨不同類產(chǎn)品之間的核心技術(shù)壁壘。
（2）市場拓展壁壘在中國本土企業(yè)突破技術(shù)壁壘，打破國外壟斷并實現(xiàn)氣體國產(chǎn)化后，仍然面臨下游市場拓展問題。原因主要系：

1）電子特氣要求氣體超凈高純，且產(chǎn)品批次質(zhì)量需具備高穩(wěn)定性，下游芯片制造廠商長期使用國外企業(yè)所生產(chǎn)的氣體，對國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量存疑，中國電子特氣產(chǎn)品首次進(jìn)入下游廠商進(jìn)行試驗存在一定難度；

2）單品類電子特氣占芯片制造成本的比重較低（如電子級氫氟酸只占芯片制造成本的1.2%），而下游行業(yè)的認(rèn)證周期較長（光伏能源/光纖光纜行業(yè)、顯示面板行業(yè)、集成電路行業(yè)的認(rèn)證周期通常分別為 0.5-1 年、1-2 年、2-3 年），芯片制造企業(yè)花費(fèi)大量財力物力去評估的動能較弱；

3）半導(dǎo)體制造需上千道工序，對氣體穩(wěn)定性要求極高，若產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，輕則導(dǎo)致下游相關(guān)批次產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，重則擴(kuò)散污染整條生產(chǎn)線，造成高額損失，下游廠商更換電子特氣供應(yīng)體系的潛在損失較高。
（3）資金壁壘

電子特氣行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要較大規(guī)模的固定資產(chǎn)投入，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，還需要投入大量精密監(jiān)測和控制設(shè)備。行業(yè)內(nèi)企業(yè)在擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模的程中，往往通過兼并收購的方式橫向布局，對于資本實力有很高的要求。
同時，氣體作為消耗品只能以氣態(tài)和液態(tài)的形式存在，需要專業(yè)的儲存設(shè)備，針對瓶裝氣體用戶需要投入大量的氣瓶；針對液態(tài)氣體用戶則需要投入液態(tài)儲罐、氣化器、減壓裝置等固定資產(chǎn)。電子特氣作為?；?，需要具有?；Y質(zhì)的專門運(yùn)輸設(shè)備，還應(yīng)當(dāng)對運(yùn)輸?shù)娜^程進(jìn)行跟蹤監(jiān)測和嚴(yán)格控制，由此帶來的運(yùn)輸及監(jiān)控設(shè)備投入也較大。
3.2 國產(chǎn)替代空間大，部分氣體世界級、中國造

全球電子特氣市場：市場份額集中，工業(yè)氣體龍頭林德等前四大企業(yè)市占率共計 48%。
2020 年全球電子特氣市場主要被德國林德、美國空氣化工、法國液化空氣以及日本大陽日酸占據(jù)，其中林德占比 20.2%、液化空氣占比 15.5%、空氣化工占比 6.6%、大陽日酸占比5.5%。
中國電子特氣市場：中國電子特氣發(fā)展時間較短，主要由早期進(jìn)入中國市場的國外企業(yè)壟斷，國產(chǎn)替代空間廣闊。2020 年中國電子特氣市場前四企業(yè)分別為空氣化工、林德、液化空氣、大陽日酸，占比分別為 25%、23%、22%、16%。

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