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近年来，随着国家的对于集成电路产业的重视以及资本的支持，国内的集成电路产业发展迅速，但是与国外仍有不小的差距，特别是在上游的半导体材料等领域，更是差距巨大。

不过，随着国内半导体制造的崛起，也推动了半导体材料的国产化进程。

从近几年大陆半导体材料、设备的需求占比来看，大陆半导体材料市场规模占全球的比重由 2013 年的约 4%提升到 2018 年的约 16%，大陆半导体设备市场规模占全球比重由 2016 年的约 16%提升到 2018 年的约 20%。

可预见的未来，国内半导体产能的增加将进一步带动本地半导体材料需求。

虽然目前各大主要品类的半导体材料领域均有国内企业涉足，但整体对外依存度仍在 60%以上，特别地，大尺寸半导体硅片、光刻胶、电子特气等材料更为依赖进口，进口替代空间巨大。

不久前，我们为大家介绍了中国在半导体制造所需的关键材料——光刻胶领域的现状。今天再来为大家介绍另一种半导体制造所需的关键材料——电子特气的国产化布局。

一、电子特气：半导体工业的关键原料

电子特气是电子工业的关键原料，属于工业气体的重要分支。

工业气体是现代工业的基础原材料，而电子特气是工业气体中附加值较高的品种，与传统工业气体的区别在于纯度更高（如高纯气体）或者具有特殊用途（如参与化学反应），是极大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等电子工业生产中不可或缺的基础和支撑性材料之一，相关下游领域的快速发展将带动未来特种气体的增量需求。

半导体特气应用于晶圆制造的各个环节。狭义的“电子气体”特指电子半导体行业用的特种气体，主要应用于前端晶圆制造中的化学气相沉积、光刻、刻蚀、掺杂等诸多环节。

电子特种气体的纯度和洁净度直接影响到光电子、微电子元器件的质量、集成度、特定技术指标和成品率，并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性，对于半导体集成电路芯片的质量和性能具有重要意义。

1、行业兼具技术、客户认证等壁垒

半导体电子特气行业具有较高的技术壁垒。半导体电子特种气体在生产过程中涉及合成、纯化、混合气配制、充装、分析检测、气瓶处理等多项工艺技术，每一步均有严格的技术参数要求和质量控制措施。

为了保证半导体器件的质量与成品率，特种气体产品要同时满足“超纯”和“超净”的要求，“超纯”要求气体纯度达到 4.5N、5N 甚至 6N、7N（N 是 Nine 的简写，几个 N 就代表有几个 9，例如 3N 的纯度为 99.9%），“超净”即要求严格控制粒子与金属杂质的含量。作为特种气体的核心参数，纯度每提升一个 N，粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级，都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。

对于混合气而言，配比的精度是核心参数，随着产品组分的增加、配制精度的上升，客户常要求气体供应商能够对多种 ppm（part per million，百万分之）乃至 ppb（part perbillion，十亿分之）级浓度的气体组分进行精细操作，其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。此外，气瓶处理、气体分析检测、气体配送等环节亦对生产企业提出了较高的技术要求。

下游客户认证亦是攻坚难点。作为关键性材料，特种气体的产品质量对下游产业的正常生产影响巨大。如果晶圆加工环节所使用的气体发生质量问题，将导致整条生产线产品报废，造成巨额损失。因此极大规模集成电路、新型显示面板等精密化程度非常高的下游产业客户对气体供应商的选择极为严格、审慎，需要经过审厂、产品认证 2 轮严格的审核认证，集成电路领域的审核认证周期长达 2-3 年。

另一方面，为了保持气体供应稳定，客户在与气体供应商建立合作关系后不会轻易更换气体供应商，且双方会建立反馈机制以满足客户的个性化需求，客户粘性不断强化。因此，对新进入者而言，长认证周期与强客户粘性形成了较高的客户壁垒。

行业还具有营销网络、服务壁垒。营销网络主要体现在气体公司需要投入大量人力物力进行铺点建设，不断扩大营销服务网络，以满足下游客户对气体种类、响应速度、服务质量的高要求。气体下游客户需要的服务则包括包装容器处理、检测、维修及供气系统的设计、安装乃至气体供应商的配送服务等。

二、市场潜力大，电子特气需求迅速增长

1、半导体行业支撑电子特气需求

电子特气在半导体制造材料中占比仅次于硅片。半导体材料包括晶圆制造材料和封装材料。其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模、光刻胶、光刻胶辅助材料、工艺化学品、电子特气、靶材、CMP 抛光材料及其他材料。2018 年全球半导体晶圆材料市场规模为322.0 亿美元，同比增长 15.8%，全球半导体封装测试材料市场规模为 197.0 亿美元，同比增长 3.1%。

根据 SEMI 的数据，2018 年电子气体在晶圆制造材料市场中占比达到12.9%，仅次于占比 36.6%的硅片，市场规模巨大。

全球半导体市场规模庞大，晶圆厂数目不断增加，电子特气需求量不断提升。全球范围来看，随着全球半导体市场规模在 2018 年的高增长，全球集成电路用电子气体的市场规模达到 45.1 亿美元（约合人民币318.7亿元），市场规模较上年同比增加了 15.9%，但从整体来看，2013-2018年的平均增速稍低，仅为 6.3%。

国内范围来看，2018 年，我国电子气体市场规模达到了 121.6 亿元，较上年同比增加了 11.2%（2013-2018 年的增速达 13.3%）。在全球营收中的占比已达38.15%。

根据 IC Insights 的统计，2018 年全球共有 112 家 12 英寸晶圆厂，至 2023 年这一数字有望增至 138 家。

根据 SEMI 数据，2019 年硅晶圆的出货面积为 118.1 亿平方英寸，营收达112亿美元，均为较高水平。2013-2018年半导体市场规模的平均增长率达8.9%，2020 年半导体下游需求可能会受疫情影响，但从中长期看，随着 5G 技术、新能源汽车、云服务器等市场的增长，有望带动行业进入新的增长期。作为半导体制造环节中占比第二高的材料，电子特气的需求也有望不断提升。

2、复杂芯片制造刺激电子特气需求

逻辑芯片和存储芯片为集成电路主要增长动力。根据 WSTS 的数据，集成电路是半导体产业中最主要的市场，规模占比维持在 80%以上。

集成电路可分为逻辑芯片、存储芯片、微处理芯片和模拟芯片。2019 年逻辑芯片和存储芯片销售额分别为 1046.2 亿美元和 1059.1 亿美元，占集成电路比例分别为 31.7%和 32.1%，为集成电路的主要增长动力。由于价格大幅波动等原因，2019 年逻辑芯片和存储芯片的销售额出现较大幅度下滑，但 WSTS 预测 2020 年有望继续恢复增长。

随着集成电路制造要求复杂度的提升，制造中所使用的电子特气用量也将提升。根据德国普尔茨海姆应用技术大学工业生态研究所（INEC）的 Mario Schmidt 教授等人共同撰写的论文《用于微电子芯片和太阳能电池硅片加工的生命周期评估》，硅晶圆的加工离不开大量化学试剂以及特殊气体，这些气体可以用于包括清洗、蚀刻、光刻、外延、掺杂等工序。

长岭凯美特成功开车，氢气供气量增加。公司于 2019 年 8 月 20 日发布子公司长岭凯美特技改完成并重启的公告，在历时 270 天的技术改造后，长岭凯美特变压吸附装置改造后引入中石化长岭分公司制氢装置乙苯尾气，顺利产出合格的氢气送入中石化长岭分公司装置氢气管网。本次装置重启后，原材料氢气将稳定供应，开工率有望实现大幅提升。

公司电子气体项目稳步进行。2017 年 9 月公司发布公告，通过引进国外技术，总投资3.1 亿元，新建 25 套电子特种气体项目生产装置，采用低温吸附、深冷精馏分离、电解、催化合成技术，即将拥有生产高纯度电子气体的工艺。电子特气项目先期启动一期项目建设，建设规模为新建 12 套电子特种气体生产及辅助装置。一期工程产品方案为：5N氪、5N 氙、5N 一氧化碳、5N 氖、6N 氦、6N 氢、6N 二氧化碳、6N 氮气、6N 氩气和氟基激光混配气、动态混配气、氯化氢基激光混配气三种混配气体。电子特气项目在未来的建成投产，将为公司增加新的利润增长点。

7、金宏气体：深耕长三角地区，气体行业领跑者

金宏气体是长三角地区的气体厂商，公司目前已初步建立品类完备、布局合理、配送可靠的气体供应和服务网络，能够为客户提供特种气体、大宗气体和天然气三大类100多个气体品种。公司的特种气体品种包括：超纯氨、氢气、氧化亚氮、氦气、混合气、医用气体、氟碳气体等。公司下游客户包括集成电路行业的晶方半导体、上海新傲、厦门联芯；液晶面板行业的京东方、天马微电子、TCL华晶、中电熊猫；LED行业的三安光电、聚灿光电、乾照光电；光纤通信行业的亨通光电、富通集团；光伏行业的通威太阳能、天合光能、隆基股份等。公司2019年实现营业收入11.6亿元，同比增长8.5%，实现归属净利润1.8亿元，同比增长27.4%。2019年，公司特种气体业务实现营业收入4.6亿元，占比39.6%，实现毛利2.5亿元，占比44.7%，毛利率达到54.8%。

募资开拓气体市场，加大半导体用特种气体项目建设。公司拟投资 2.1 亿元建设“张家港金宏气体有限公司超大规模集成电路用高纯气体项目”，项目建成后将形成年提纯2,400 万标立方米高纯氢气、年生产 1,000 吨 5N 高纯二氧化碳、25 吨 5N 高纯甲烷、100 吨 5N 高纯六氟乙烷、60 吨 5N 高纯三氟甲烷和 100 吨 5N 高纯八氟环丁烷的生产规模。项目建设期 18 个月，项目财务内部收益率所得税后 25.5%。公司拟投资约 0.3亿元建设“苏州金宏气体股份有限公司研发中心项目”，研发方向为电子半导体领域不可或缺的高端材料（特种气体及其混合气体等电子化学品）。

文章出处：芯智讯