電子特氣，半導(dǎo)體材料的“糧食”

電子特氣廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微電子和相關(guān)的太陽能電池等高科技產(chǎn)業(yè)。在半導(dǎo)體工藝中，從芯片生長(zhǎng)到最后器件的封裝，幾乎每一步、每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開電子特氣，因此電子氣體被稱為半導(dǎo)體材料的“糧食”。

2020年-2022年是中國(guó)大陸晶圓廠投產(chǎn)高峰期，以長(zhǎng)江存儲(chǔ)，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)等新星晶圓廠和以中芯國(guó)際，華虹為代表的老牌晶圓廠正處于產(chǎn)能擴(kuò)張期，未來3年將迎來密集投產(chǎn)。根據(jù)電子特氣的特性來推斷，新建晶圓廠將是電子特氣國(guó)產(chǎn)代替的主要發(fā)展企業(yè)。國(guó)內(nèi)新建晶圓廠的密集投產(chǎn)為電子特氣打開了最佳代替窗口。

產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移倒逼著配套材料的國(guó)產(chǎn)化需求，為此政府給予了一系列政策支持，包括《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《新材料產(chǎn)業(yè)指南》等指導(dǎo)性文件，旨在推動(dòng)包括特種氣體在內(nèi)的關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化。

隨著集成電路制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球集成電路用電子氣體的市場(chǎng)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。電子特氣全球市場(chǎng)超過100億美元、中國(guó)市場(chǎng)超過100億人民幣。僅從集成電路用電子氣體來看，據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，2018年全球集成電路用電子氣體的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到45.12億美元，同比增長(zhǎng)16%，中國(guó)集成電路用電子特氣的市場(chǎng)規(guī)模約4.89億美元。

近年來，隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子氣體在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位日益凸顯。在構(gòu)成半導(dǎo)體的所有材料中，電子氣體占到了13.3%的比重，僅次于硅材料，排名第二。

廣義的“電子氣體”指電子工業(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”特指電子半導(dǎo)體行業(yè)用的特種氣體。其分為純氣體、高純氣和半導(dǎo)體特殊材料氣體三類，是集成電路、平板顯示、發(fā)光二極管、太陽能電池等半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關(guān)鍵性化工材料，被廣泛的應(yīng)用于清洗、刻蝕、成膜、摻雜等工藝。其質(zhì)量對(duì)電子元器件的性能有重要影響。

集成電路制造需經(jīng)過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等工藝環(huán)節(jié)，僅需要使用的純氣就超過50種，混合氣體種類更多，且每一種氣體僅應(yīng)用在特定的工藝步驟中。此外，在顯示面板、LED、太陽能電池片、光纖光纜等器件的制造中的不同工藝環(huán)節(jié)均會(huì)用到多種特種氣體。

此前日本對(duì)韓國(guó)實(shí)施出口限制的高純度氟化氫是半導(dǎo)體用的刻蝕氣體，主要用于晶圓表面清洗、芯片加工過程的清洗和腐蝕。

當(dāng)前特種氣體已成為高科技應(yīng)用領(lǐng)域和戰(zhàn)略新興行業(yè)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)原材料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有特種氣體的種類達(dá)260余種，隨著非低溫氣體分離技術(shù)(吸附、膜分離)、混配技術(shù)和提純技術(shù)的發(fā)展，更多的特種氣體產(chǎn)品將逐步走向市場(chǎng)。

電子特氣從生產(chǎn)到分離提純以及運(yùn)輸供應(yīng)階段都存在較高的技術(shù)壁壘，市場(chǎng)準(zhǔn)入條件較高，在國(guó)際上被幾家跨國(guó)公司壟斷。目前以美國(guó)空氣化工、美國(guó)普萊克斯、德國(guó)林德集團(tuán)、法國(guó)液化空氣和日本大陽日酸株式會(huì)社為首的五大氣體公司控制著全球90%以上的電子氣體市場(chǎng)份額。

2018年，林德集團(tuán)(與美國(guó)普萊克斯合并)收入占整體市場(chǎng)的36%，法國(guó)液化空氣集團(tuán)占30%，美國(guó)空氣化工占11%，CR3達(dá)到77%。在中國(guó)的電子特氣市場(chǎng)中，外資巨頭目前也占有85%的市場(chǎng)份額。

雖然我國(guó)電子氣體已經(jīng)擺脫完全依賴進(jìn)口的狀態(tài)，但面對(duì)國(guó)外化工巨頭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的市場(chǎng)壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)依然面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

國(guó)內(nèi)電子特氣產(chǎn)能相對(duì)分散，細(xì)分領(lǐng)域公司數(shù)量較多。相比較為成熟的大宗工業(yè)氣體，國(guó)內(nèi)達(dá)到電子級(jí)氣體的產(chǎn)品仍然較少，但部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。中船重工718所、綠菱電子、廣東華特等均在12英寸晶圓用產(chǎn)品上取得了突破，并且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的批量供應(yīng)。

國(guó)內(nèi)本土工業(yè)氣體企業(yè)有數(shù)千家，普遍規(guī)模小，且多為從事普通工業(yè)氣體零售、充裝的氣體公司，業(yè)務(wù)單一、區(qū)域限制明顯，同時(shí)又受限于設(shè)備、技術(shù)、資金、物流等方面因素，企業(yè)發(fā)展存在較大瓶頸，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。

當(dāng)前，我國(guó)通過國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(大基金)撬動(dòng)全社會(huì)資源對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行投資和扶持，在電子特氣領(lǐng)域也積極布局，入股電子氣體企業(yè)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)電子氣體自主可控。國(guó)內(nèi)其他電子氣體公司抓住晶圓制造擴(kuò)產(chǎn)的百年機(jī)遇，積極發(fā)展電子氣體業(yè)務(wù)，爭(zhēng)取打進(jìn)國(guó)內(nèi)新建晶圓廠的供應(yīng)鏈。

基于未來幾年中國(guó)大陸地區(qū)半導(dǎo)體、顯示面板等主要電子元器件的新增產(chǎn)能較多，以及電子化工材料的進(jìn)口替代需求強(qiáng)烈，國(guó)內(nèi)電子氣體行業(yè)也將迎來高速增長(zhǎng)，并將力爭(zhēng)打破國(guó)外化工巨頭的市場(chǎng)壟斷。