作為電子工業重要的原材料之一，電子特氣在半導體行業的地位愈發凸顯，并在晶圓制造過程中占材料成本的14%左右，幾乎滲透到集成電路生產的每個環節，對集成電路的性能、集成度和成品率都有較大影響，被稱為半導體制造的“血液”和“糧食”。但在這一領域，我國還明顯存在“卡脖子”現象，國產化進程亟待提速。


行業高度集中，國際巨頭寡頭壟斷

在殘酷的高科技爭奪戰中，芯片問題始終是民族工業之痛。設備中的光刻機，芯片材料中的高端光刻膠等核心制造技術，均掌控在國際廠商手中。電子特氣也不例外，其市場格局長期以來被巨頭壟斷。

從全球電子特氣市場占比來看，由于海外特種氣體市場的發展較早，國際主要工業氣體巨頭形成了深厚的技術積累和產品布局，特氣已成為其收入的重要組成部分。美國空氣化工、法國液化空氣、日本大陽日酸、德國林德集團等海外巨頭占據著全球市場91%的份額，形成了寡頭壟斷的格局。

因電子特氣產品的重要性，也成為各國攻克的目標。韓國近期宣布實現了高純度氯化氫的國產化，三星電子、白光化學等在電子特氣上的突破，使韓國有望逐步擺脫產業鏈對日本等國家的依賴。事實上，從2019年開始，日本政府就啟動了對韓國三種半導體材料的出口管制。

國內市場也大致相似，幾大跨國巨頭主導了國內份額的88%，國內廠商僅占據12%。半導體領域電子特氣國產化率不足15%，國產替代需求強烈。從產品種類上看，據中國工業氣體工業協會統計，目前集成電路生產用的電子特氣，我國僅能生產約20%的品種，其余均依賴進口。


面對多重壁壘，突破壟斷難度不小

工業氣體主要來自煉鋼的副產品，而中國作為鋼鐵大國、工業大國，電子特氣為何會受制于人呢？

1、技術壁壘。經過多年的發展，國內電子氣體產業逐漸攻克技術難點，極大程度緩解了“進口依賴”局面。但是，目前國內的電子氣體相關技術更多還在解決“能用”的問題，部分涉及到“好用”層面的關鍵技術，依然存在“卡脖子”的現象。其中包括大宗氣體提純凈化的生產技術、特種氣體保供的生產技術等，這些則需要技術積累與沉淀才能實現產業鏈“補短板”的最終目標。

2、認證壁壘。電子特氣需要晶圓廠和設備廠商2輪的嚴格審核，而集成電路領域的認證至少需要2年時間，一旦獲得客戶認可，便不會輕易更換供應商。當前，不少芯片巨頭已和氣體供應商建立了長期的合作關系，形成了穩固的上下游產業鏈。

3、市場壁壘。在市場格局被外資把持的背景下，國內氣體企業缺少上機檢測的機會。面對國產品牌的桎梏，氣體企業很難實現從0到1的突破。不過，近年來，長鑫存儲、長江存儲、中芯國際不斷發力，晶圓產能向中國市場傾斜，國內企業擁有了更多的成長機會。


2023，電子特氣“翻身”之年？

在相關供應幾乎被國際龍頭企業壟斷的情況下，電子特氣的需求在2023年年內或將在集成電路、面板、光伏三大支柱產業的支持下完成逆轉提升。

首先，作為集成電路晶圓制造過程中需求僅次于硅片的第二大耗材，電子特氣的使用占比接近14%，成本占比達到15%，廣泛應用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環節，產品的性能、成品率、集成度等方面均具有重要影響。

受益于5G消費電子、汽車電子等領域的需求拉動，近十年來，全球半導體材料市場規模呈現波動向上的態勢。即使在疫情導致經濟下行、供應鏈危機的影響下，仍然保持著較快的行業增速。

而在2022至2023年年內，半導體產業將完成產業級別最大的出清，根據SEMI發布的《世界晶圓廠預測報告》，預計2023年全球晶圓廠設備支出將同比下降22%，不過，按照過去半導體周期的輪回，這也意味著行業低谷已過，至2024年，全球半導體設備投資將快速回暖至920億美元，同比增長21%。隨著全球半導體設備的投資額回升，將帶動包括電子特氣在內的相關材料需求。

而放眼國內，更是如此，受半導體、芯片國產化浪潮的影響，中國集成電路產業行業規模繼續加快增長，同時，政策也在多方面扶植集成電路的發展，這都將有效拉動國產電子特氣的需求。

與半導體周期見底、重新向上帶來電子特氣景氣度提升不盡相同的是，面板行業中電子特氣需求的提升則是受到周期與技術的雙重推動。

全球顯示面板行業在經歷了2020Q1-2021Q2供需兩旺的漲價周期后，由于全球經濟較疲軟、疫情反復沖擊、供應過剩等因素的影響，價格正式步入下行周期，相關企業經營業績遭受了較大的壓力，大廠產能紛紛出清，相應減少了原材料的采購。

而行至當下，在市場“冰點”過去數個季度之后，全球液晶顯示器面板價格已經企穩，電視面板價格全線調漲，新一輪漲價周期即將開啟，預期2023年下半年顯示面板市場或將迎來改善，進而提升電子特氣的需求。

此外，OLED面板因其優異的綜合性能，在部分領域正逐漸取代LCD。從生產工藝的角度，OLED制造需要的特氣種類遠超LCD。

目前，LCD面板受制于價格和成本管控等原因，一般使用a-Si薄膜晶體管。而OLED由于對成本的敏感性大幅低于LCD，其一般使用LTPS薄膜晶體管。根據OLED industry的研究，生產LTPS薄膜晶體管所需要的電子特氣種類為24種，遠超生產a-Si薄膜晶體管所需的15種，因此，未來隨著OLED滲透率的提升，將對電子特氣品類有著更高的需求。

而在集成電路與面板之外，還有增長確定性最高的光伏電池行業。

據國家能源局統計，2022年中國光伏新增裝機量達87.41GW，同比增長59.2%，進入2023年后，光伏需求增勢保持強勁。據CPIA預測，2023年中國光伏新增裝機保守預測為95GW，樂觀預測為120GW，疊加一定規模的出口預期，預計2023年全年光伏電池產量將達445GW，同比增加29.4%。

而光伏電池片作為半導體中的一類，生產自然也需要電子特氣的參與，無論是晶硅太陽能電池還是非晶硅薄膜光伏電池，都必不可少。

比如硅烷作為一種提供硅組分的氣體源，是將硅分子附著于電池表面最有效的方式，是其他硅源無法取代的特氣產品；硅烷、磷化氫、硼烷、氫氣等作為沉積氣體，可用于非晶硅薄膜太陽能電池制造；含氟電子特氣或強腐蝕性酸堿常作為光伏電池制造中的刻蝕劑。

在三大產業因素的推動下，電子特氣行業即將再迎春天，正是在需求快速攀升的當下，摩拳擦掌、深耕數年的國產電子特氣廠商，也在嘗試著擁抱這樣長坡厚雪的賽道。


國產替代大有可為

今年5月23日，日本政府正式出臺半導體制造設備出口管制措施，將于7月23日起實施，這在一定程度上加快了國內半導體企業加大自研力度實現進口替代，同時也拉動了上游電子特氣需求的不斷增長。

與全球相比，國內氣體行業起步較晚，盡管近年來國內企業實力逐漸增強，但相比國外巨頭，仍呈現出企業規模較小、研發能力不足、行業內無序競爭、同質化嚴重的狀態。根據浙商證券對中國工業氣體行業的研判，行業內最終將形成2-3家綜合氣體解決方案供應商、5-10家專精電子特氣某些領域的特種氣體提供商、若干家氣體配套設備或系統供應商及工業氣體市場其他重要參與者。

2023年5月，杭氧股份和盈德控股（氣體動力）發布公告，預計將在3年內完成股權整合，公開資料顯示，氣體動力是中國最大的工業氣體公司，于2017年被太盟投資集團（PAG）收購，并私有化退市；杭氧股份的主營業務為工業氣體和空分設備制造，在國內工業氣體業務方面僅次于氣體動力公司。

這次強強聯手，業內評價為一次里程碑事件。從全球工業氣體行業發展歷史來看，20世紀90年代，全球市場呈現八大跨國氣體公司及多個區域性氣體公司并存的格局，市場集中度較低，之后林德氣體開展了對瑞典AGA、英國BOC的收購，并與美國普萊克斯合并，成為全球最大的工業氣體公司；法國液化空氣也進行了對美國Airgas的收購。由此，全球工業氣體市場集中度明顯提升，2021年CR2達到41%，由無序競爭逐漸向寡頭壟斷發展。而參考海外經驗，國內工業氣體市場也有望在并購整合中迎來市場集中度的提升，競爭格局將得到改善，同時強強聯合也會在技術研發上起到一定的促進作用。

龍頭合并，強者恒強，而其他規模相對較小的國內企業專注于各自的細分領域，不斷強化自身優質產品，形成錯位競爭也是加速國產替代的路徑之一。目前國內電子特氣第一梯隊的廠商在各自細分領域已經具有一定優勢，從各企業電子特氣業務的布局來看，不同企業側重生產的氣體種類與應用領域均有所不同。

國家政策的大力支持也在為電子特氣國產化提速。自2016年，國家明確了電子氣體在“高儲能和關鍵電子材料制造”以及“專用化學品及材料制造”領域內的重點產品定位后，連續頒布一系列扶持性政策文件，向電子特氣產業傾斜和支持。根據《“十四五”規劃和2035遠景目標綱要》相關電子特氣產業發展規劃顯示，國家基于集成電路產業化發展，對其上游關鍵材料電子特氣的技術攻關發展予以支持，同時通過降低相關電子高純材料制造企業的生產經營成本促進行業的發展。