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電子特氣行業(yè)深度報(bào)告:半導(dǎo)體新周期將至,國(guó)產(chǎn)替代如火如荼

jh18616091022 ? 來(lái)源:未來(lái)智庫(kù) ? 2023-06-02 17:31 ? 次閱讀

一、 特氣基本介紹:芯片加工之“糧食”,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)行時(shí)

1.1 氣體產(chǎn)業(yè)鏈:源自空分氣,用之各行業(yè)

工業(yè)氣體是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)原材料,根據(jù)純度和性能要求不同,大致可分為大宗氣體和特種氣體兩大類。大宗氣體包括空 分(氧氣、氮?dú)?、氬氣等)和合成氣體(二氧化碳、氨氣、甲烷、乙炔等),主要應(yīng)用于煉鋼、石油化工、機(jī)械制造等傳統(tǒng) 領(lǐng)域,新能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展打開(kāi)了合成氣體的新增長(zhǎng)空間,其純度要求一般低于 5N。特種氣體可分為標(biāo)準(zhǔn)、高純和電子特 氣,其中電子特氣市場(chǎng)規(guī)模占比超 60%,主要應(yīng)用于集成電路、液晶面板、LED、光伏電池領(lǐng)域,純度要求在 5N 及以上。

工業(yè)氣體產(chǎn)品種類眾多,作用各異,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,又可分為醫(yī)療、激光、食品和電子氣體等,受益于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體、 光伏電池等領(lǐng)域的高速發(fā)展,我國(guó)電子氣體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)較高的成長(zhǎng)性。廣義的電子氣體包含電子大宗氣體和電子特種氣體, 前者指應(yīng)用于電子產(chǎn)業(yè)的高純度(≥5N)、高性能的氮?dú)?、氧氣、氫氣等大宗氣體,后者指用于芯片制造過(guò)程中的氟碳類、 氟氮類、硅烷氣、磷烷/砷烷、氫化物、光刻氣(稀有氣體)等高純(≥5N)特種氣體。

1.2 市場(chǎng)規(guī)模:國(guó)內(nèi)市場(chǎng)增幅可觀,國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

全球穩(wěn)增長(zhǎng):根據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù),2021 年全球電子氣體市場(chǎng)規(guī)模約為 62.5 億美元,同比增長(zhǎng)近 7%,2017-2021 年復(fù) 合增速達(dá) 4.8%,預(yù)計(jì)到 2025 年將超 80 億美元;其中,2021 年全球電子特氣市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 45.4 億美元,yoy+8.4%,2017- 21 年 CAGR 約 5.3%,預(yù)計(jì) 2022 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)約 50 億美元,到2025 年將超 60億美元,行業(yè)整體呈現(xiàn)穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 國(guó)內(nèi)高成長(zhǎng):據(jù)億渡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2021 年中國(guó)特種氣體市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 342 億元,yoy+21.3%,其中電子特氣市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 216 億元左右,yoy+24.1%,占全球電子特氣市場(chǎng)份額的 70%左右。2016-2021 年,中國(guó)電子特氣市場(chǎng)規(guī)模從 103 億元增至 216 億元,CAGR 達(dá) 15.96%,2020 年、2021 年同比增速均超 20%,SEMI 預(yù)計(jì)到 2025 年我國(guó)電子特氣市場(chǎng)規(guī)模將提升 到近 317 億元,五年 CAGR 約 16.14%,占全球電子特氣市場(chǎng)份額仍不低于 70%。未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)下游晶圓廠加速擴(kuò)產(chǎn),半 導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的推進(jìn),國(guó)內(nèi)自研自產(chǎn)的特種氣體市場(chǎng)空間將被進(jìn)一步打開(kāi)。

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從各類細(xì)分電子特氣產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,目前全球需求占比前三大的仍然是三氟化氮、六氟化鎢和六氟丁二烯,根據(jù) Linx Consulting 數(shù)據(jù),2021 年全球電子特氣市場(chǎng)規(guī)模中,三氟化氮達(dá) 8.8 億美元,占比約 20%;六氟化鎢達(dá) 3.4 億美元, 占比約 8%;六氟丁二烯達(dá)3.1 億美元,占比約 7%。

1.3 細(xì)分類別特氣詳述:種類多元,市場(chǎng)各異

當(dāng)前,國(guó)內(nèi)特氣市場(chǎng)整體平穩(wěn)運(yùn)行,部分電子特氣因供需偏緊而高位維穩(wěn),根據(jù)氣體信息數(shù)據(jù),瓶裝氣電子級(jí)硅烷、三氟 化氮、四氟化碳、高純氯氣、電子級(jí)氯化氫、三氟化硼等廠家供貨平穩(wěn),需求穩(wěn)步增加,產(chǎn)品價(jià)格多高位維穩(wěn);氟化氫、 氯化氫等產(chǎn)品由于終端石化、玻璃、能源等行業(yè)需求尚未完全恢復(fù),高位貨源區(qū)特氣價(jià)格窄幅下調(diào)。

1.3.1 含氟特氣:用量規(guī)模大,國(guó)產(chǎn)化率相對(duì)較高

從國(guó)內(nèi)各種電子特氣的具體情況來(lái)看,含氟特氣(特別是三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢)具有用量規(guī)模大、國(guó)產(chǎn)化率相 對(duì)較高的特點(diǎn),主要是由于國(guó)內(nèi)對(duì)三氟化氮等含氟特氣的需求量大,早期嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面限制了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因 此在政策大力支持下,含氟特氣成為中船重工 718 所首批研發(fā)的特氣產(chǎn)品,從而加快實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破和國(guó)產(chǎn)替代。

1.3.1.1 三氟化氮:國(guó)產(chǎn)化較成功的特氣,中短期供過(guò)于求,長(zhǎng)期需求增勢(shì)更為強(qiáng)勁

高純?nèi)∟F3)常溫下具有化學(xué)惰性,高溫下則比氧氣更活潑、比氟更穩(wěn)定,具有非常優(yōu)異的蝕刻速率和選擇性(對(duì) 氧化硅和硅的選擇性),且在被蝕刻物表面不留任何殘留物,可作為刻蝕劑用于芯片和液晶顯示面板的加工,同時(shí)也是非常 良好的清洗劑,可提高清洗速率,主要用于化學(xué)氣相淀積(CVD)裝置的清洗。 三氟化氮作為目前應(yīng)用規(guī)模最大的特氣,出于國(guó)防產(chǎn)品研發(fā)需要,七一八所較早就開(kāi)始從事其研發(fā)工作,屬于國(guó)產(chǎn)化較為 成功的特氣產(chǎn)品,目前已基本實(shí)現(xiàn)了在各應(yīng)用領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代。 2017-2021 年,全球三氟化氮需求年復(fù)合增速約為 10.3%,供應(yīng)年復(fù)合增速為 14.7%,整體供過(guò)于求;我國(guó)集成電路、顯 示面板等下游產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,國(guó)內(nèi)三氟化氮需求旺盛,2017-2021 年需求復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 23.60%,國(guó)內(nèi)供應(yīng)尚無(wú)法滿足需求; 2022-2023 年隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)中船特氣(現(xiàn)有年產(chǎn)能 9250 噸,規(guī)劃到 2023 年增加 3250 噸/年)、南大光電(現(xiàn)有 3800 噸/年,規(guī)劃 2023-25 年新增 8200 噸/年)、昊華科技(現(xiàn)有 2000 噸/年,規(guī)劃新增 3000 噸/年)較大規(guī)模三氟化氮項(xiàng)目的集中 投產(chǎn),疊加海外 SK Materials、曉星、關(guān)東電化等企業(yè)產(chǎn)能釋放,國(guó)內(nèi)外三氟化氮市場(chǎng)短期將呈現(xiàn)供過(guò)于求的局面。

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未來(lái),隨著集成電路制造廠產(chǎn)能逐步擴(kuò)張,制程技術(shù)節(jié)點(diǎn)微縮、芯片尺寸縮小、3DNAND 多層技術(shù)發(fā)展,集成電路對(duì)精度 的要求提升,刻蝕、沉積、清洗等次數(shù)增加,國(guó)內(nèi)外三氟化氮需求增速有望超過(guò)供給增速,預(yù)計(jì)到 2025 年全球三氟化氮需 求量較 2020 年將擴(kuò)大超一倍達(dá)到 6.37 萬(wàn)噸左右,2022-2025 年需求年復(fù)合增速預(yù)期達(dá) 15%左右,到 2025 年全球三氟化 氮需求量有望超過(guò)供給從而形成供需缺口;國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持高發(fā)展,同時(shí)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加速推進(jìn),或?qū)閲?guó)內(nèi) 三氟化氮市場(chǎng)需求帶來(lái)更大的增長(zhǎng)空間,假設(shè) 2023-2026 國(guó)內(nèi)三氟化氮需求保持 25%左右的年復(fù)合增速,結(jié)合各企業(yè)產(chǎn)能 規(guī)劃測(cè)算,2023-2024 年國(guó)內(nèi)三氟化氮供需缺口有望進(jìn)一步收窄,到 2025年扭轉(zhuǎn)為供不應(yīng)求的局面。但考慮到近幾年三氟 化氮市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,短期內(nèi)整體仍將呈現(xiàn)供過(guò)于求的局面,因此預(yù)期價(jià)格或呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。

1.3.1.2 六氟化鎢:國(guó)產(chǎn)化率較高,供需結(jié)構(gòu)類似三氟化氮

六氟化鎢可通過(guò)化學(xué)氣相淀積法(CVD)形成金屬鎢,用該法制成的鎢具有低電阻率、高抗電遷移性以及填充小通孔時(shí)具 優(yōu)異平整性等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)離子注入或 CVD 法在晶圓加工中形成的硅化鎢或鎢膜可作為集成電路的配線材料,用作電路互連 線和柵極,還可用于抗 X射線、γ射線的保護(hù)罩及高效太陽(yáng)能吸收器生產(chǎn)中。 六氟化鎢供需結(jié)構(gòu)和三氟化氮類似,同時(shí)也是中船重工 718 所首批大力研發(fā)的特氣產(chǎn)品,因此國(guó)產(chǎn)化率也較高,基本在各 領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看,2022 年由于中船特氣、昊華科技等公司較大規(guī)模產(chǎn)能的釋放,國(guó)內(nèi)六氟化鎢 呈現(xiàn)供過(guò)于求的局面;長(zhǎng)期來(lái)看,國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)正處高成長(zhǎng)通道中,單張芯片層數(shù)用量增加,疊加下游產(chǎn)能擴(kuò)張,預(yù) 計(jì)到 2025 年國(guó)內(nèi)六氟化鎢需求量將達(dá) 4500 噸,20-25 年復(fù)合增速達(dá)約 42%,超過(guò)供應(yīng)增速,轉(zhuǎn)為供不應(yīng)求的局面。

從全球市場(chǎng)來(lái)看,根據(jù) TECHCET 數(shù)據(jù),2021 年全球六氟化鎢需求量約為 5675 噸,供給量約 6497 噸(主要來(lái)自 SK Materials1800 噸/年、關(guān)東電化 1400 噸/年、厚成化工 720 噸/年等),總體供給仍大于需求;隨著集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,3D NAND 層數(shù)從 32 層發(fā)展至 64、128 層,疊加存儲(chǔ)芯片 DRAM、3D NAND 等產(chǎn)能拉升,六氟化鎢用量有望大幅增加,預(yù) 計(jì)到 2025 年需求量將超 8900 噸,較 2020 年增長(zhǎng)近 1 倍,20-25 年復(fù)合增速達(dá)約 14%,或?qū)⑴まD(zhuǎn)當(dāng)前的供需格局。

1.3.1.3 六氟丁二烯:技術(shù)壁壘較高,國(guó)產(chǎn)化率仍有待提高

六氟丁二烯主要用作 3D NAND 的蝕刻氣體,具有高選擇性、高蝕刻精度、高蝕刻效率、低環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),發(fā)展?jié)摿Υ螅?但由于制備過(guò)程多且復(fù)雜,具有一定技術(shù)壁壘,單價(jià)較高。預(yù)計(jì) 2026 年全球 NAND 銷(xiāo)量較 2021 年增長(zhǎng) 3 倍以上,除產(chǎn) 量增長(zhǎng)外,未來(lái)隨著 3D NAND 的堆疊層數(shù)由 128 層向 200 層以上邁進(jìn),蝕刻所耗用的氣體量將不斷增長(zhǎng)。 根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)顯示,2019 年及以前,六氟丁二烯國(guó)產(chǎn)化率不足 30%;2020 年起,隨著半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化浪潮的推進(jìn),大 大催生了含氟特種氣體需求,國(guó)內(nèi)廠商加大研發(fā)力度,逐漸擴(kuò)大六氟丁二烯產(chǎn)能布局,六氟丁二烯國(guó)產(chǎn)化率有較大幅度的 提升,預(yù)估已達(dá)到 50%以上。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有中巨芯、中船特氣、和遠(yuǎn)氣體、南大光電等。

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1.3.2 硅烷氣:電子級(jí)產(chǎn)品高進(jìn)口依存度,國(guó)內(nèi)企業(yè)積極規(guī)劃新建產(chǎn)能

硅烷在半導(dǎo)體工業(yè)中主要通過(guò)氣相淀積法制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔離層、多晶硅歐姆接觸層和異質(zhì)或同 質(zhì)硅外延生長(zhǎng)原料、以及離子注入源和激光介質(zhì)等,還可用于制作太陽(yáng)能電池、光導(dǎo)纖維、LED 和 TFT-LCD 的外延片等。 電子級(jí)甲硅烷方面,自國(guó)內(nèi)企業(yè)“硅烷科技”的相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后,我國(guó)硅烷產(chǎn)品逐步擺脫嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面,同時(shí) 改變了硅烷氣的供需結(jié)構(gòu)和價(jià)格,當(dāng)前我國(guó)國(guó)產(chǎn)硅烷氣基本能滿足太陽(yáng)能電池、液晶顯示面板、LED 領(lǐng)域的質(zhì)量要求,但 在純度要求更高(需電子級(jí)硅烷氣)的大規(guī)模集成電路領(lǐng)域仍有較大提升空間。國(guó)內(nèi)電子級(jí)甲硅烷主要生產(chǎn)商包括硅烷科 技、中寧硅業(yè)(多氟多子公司)、湖州迅鼎等,隆眾資訊預(yù)計(jì)甲硅烷市場(chǎng)在 2023 年達(dá)到供需緊平衡,價(jià)格或能維持高位。

電子級(jí)乙硅烷方面,因其易分解的化學(xué)特性,在 PECVD/LPCVD 加工中成膜溫度低、速率快、膜質(zhì)量均勻,應(yīng)用空間廣闊, 由于生產(chǎn)難度較大,技術(shù)需外購(gòu)。國(guó)外主要生產(chǎn)企業(yè)有液化空氣和林德集團(tuán),2021 年全球六氯乙硅烷的市場(chǎng)規(guī)模約為 150 噸,預(yù)計(jì) 2025 年將超過(guò) 200 噸。目前國(guó)內(nèi)可量產(chǎn)乙硅烷的企業(yè)較少,主要在產(chǎn)企業(yè)有湖州迅鼎 240噸/年(2019 年投產(chǎn)), 全椒亞格泰一期 10 噸/年已通過(guò)環(huán)評(píng)、另有 10 噸/年擬建項(xiàng)目,中寧硅業(yè)(多氟多)遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè) 300 噸/年。 電子級(jí)二氯二氫硅、三氯氫硅、四氯化硅方面,主要可通過(guò)薄膜沉積和蝕刻工藝用于微處理器、邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片等半導(dǎo)體硅 片外延片的生產(chǎn)加工。其中,2021 年全球二氯二氫硅的市場(chǎng)規(guī)模約為 700 噸,預(yù)計(jì) 2025 年將超過(guò) 1200 噸。由于電子級(jí)產(chǎn)品生 產(chǎn)難度高,目前國(guó)內(nèi)可量產(chǎn)企業(yè)較少,基本依賴進(jìn)口,三孚股份、和遠(yuǎn)氣體、沁陽(yáng)國(guó)順、中寧硅業(yè)、洛陽(yáng)中硅、金宏氣體等的百 噸級(jí)至千噸級(jí)項(xiàng)目正在規(guī)劃建設(shè)中,預(yù)計(jì) 24-25 年相關(guān)項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)將加快國(guó)內(nèi)電子級(jí)硅烷氣的國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。

1.3.3 磷烷和砷烷:海外出口限制,國(guó)內(nèi)企業(yè)待放量

砷烷、磷烷主要用于集成電路制造的摻雜工藝和 LED 的化學(xué)氣相沉積工藝,是半導(dǎo)體領(lǐng)域加工制造過(guò)程中的關(guān)鍵材料之一, 其質(zhì)量對(duì)電子器件良率和性能有直接影響,且國(guó)外對(duì)該類產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的出口限制,因此提升國(guó)內(nèi)磷烷和砷烷的自主研發(fā) 生產(chǎn)能力具必要性。 根據(jù) QY Research 數(shù)據(jù),2022 年全球磷烷、砷烷產(chǎn)能分別約為 240 噸、135 噸,預(yù)計(jì)到 2028 年將分別達(dá)到 480 噸、 290 噸,2022-2028 年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為 12.25%、13.59%,保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)磷烷和砷烷的產(chǎn)能增速更快。2022 年國(guó) 內(nèi)高純磷烷產(chǎn)能實(shí)現(xiàn) 102 噸,占全球比例為 42.51%;2024 年將達(dá) 212 噸,占全球比例為 55.79%;至 2028 年預(yù)計(jì)將達(dá) 到 292 噸,占全球比例上升至 60.83%,2022-2028 年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 19.16%,增速高于全球水平。2022 年國(guó)內(nèi)高純砷烷 產(chǎn)能達(dá)約 50 噸,占全球比例為 37.03%;2024 年將達(dá) 160 噸,占全球比例為 60.38%;至 2028 年預(yù)計(jì)將達(dá)到 180 噸,占 全球比例再升至 62.07%,2022-2028 年復(fù)合增速達(dá) 23.80%,亦高于全球水平。

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國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售規(guī)模也呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù) QY Research 數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)磷烷 2021 年市場(chǎng)規(guī)模約為 10802 萬(wàn)元,預(yù)計(jì)到 2028 年將達(dá) 33000 萬(wàn)元,全球占比將達(dá)到 46.02%;國(guó)內(nèi)砷烷 2021 年市場(chǎng)規(guī)模為 8412 萬(wàn)元,預(yù)計(jì) 2028 年將達(dá)到 15880 萬(wàn)元,全球占比將達(dá)到38.93%,中國(guó)將成為磷烷、砷烷的主要銷(xiāo)售地區(qū)。 磷烷、砷烷易燃易爆劇毒,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較少,目前主要生產(chǎn)企業(yè)是南大光電,其子公司全椒南大光電于 2013 年成立, 現(xiàn)已具備 70 噸高純磷烷、30 噸高純砷烷產(chǎn)能;2022年募投項(xiàng)目將新增高純磷烷、高純砷烷各 70 噸/年產(chǎn)能(含 20噸/年 砷烷技改項(xiàng)目)。此外,華特氣體有 10 噸磷烷和 10 噸砷烷年產(chǎn)能,但磷烷為外購(gòu)其他企業(yè)副產(chǎn)磷烷后純化所得,砷烷為 采購(gòu)充裝性質(zhì),其本身并不合成磷烷、砷烷。未來(lái)隨著南大光電等國(guó)內(nèi)企業(yè)新增產(chǎn)能的不斷釋放,我國(guó)磷烷、砷烷國(guó)產(chǎn)替 代進(jìn)程有望再推進(jìn)。

1.3.4 光刻氣:高對(duì)外依存度,進(jìn)口替代空間廣闊

稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙)除了氬氣在空氣中的體積含量達(dá)約 0.93%,其他 4 種之和在空氣中的占比不足 0.003%, 氙和氪被稱為“黃金氣體”。國(guó)內(nèi)稀有氣體市場(chǎng)廣闊,但嚴(yán)重依賴進(jìn)口,據(jù)百川統(tǒng)計(jì),2014-2022 年我國(guó)稀有氣體進(jìn)口數(shù)量 從 2895 噸增至 4073 噸,年均復(fù)合增速為 4.36%,除 2022 年外,進(jìn)口量自 2018年以來(lái)整體已呈逐年下行態(tài)勢(shì),其中占 據(jù)絕大部分稀有氣體進(jìn)口量的氦氣在 2021 年半導(dǎo)體行業(yè)需求高增的情況下,進(jìn)口量(3682.68 噸)仍同比下降了 0.67%, 側(cè)面反映出國(guó)內(nèi)提氦項(xiàng)目已逐步進(jìn)入投產(chǎn)期,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加快。進(jìn)口金額方面,2014-2022 年我國(guó)稀有氣體進(jìn)口額從 1.65 億美元增長(zhǎng)至 5.42 億美元,年均復(fù)合增速達(dá) 16.03%;進(jìn)口國(guó)家方面,主要進(jìn)口自卡塔爾,占比超80%。

烏克蘭占全球氖氣產(chǎn)量的 50%-70%,全球氪氣和氙氣產(chǎn)量的 40%和 30%,2021 年下半年-2022 年上半年俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致 Ingas、Cryoin 和 Iceblick 三家稀有氣體業(yè)務(wù)生產(chǎn)地布局在烏克蘭的公司被迫停產(chǎn),全球稀有氣體貨源緊張,疊加半導(dǎo)體、 光伏等產(chǎn)業(yè)需求增加,推動(dòng)稀有氣體價(jià)格在此期間高漲;2022 年下半年需求弱勢(shì)影響下,稀有氣體價(jià)格已回落至較低的水 平;2023 年 2 月,Ingas 公司負(fù)責(zé)人稱,在烏克蘭控制區(qū)的備用工廠生產(chǎn)恢復(fù)取得新進(jìn)展。

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海外生產(chǎn)稀有氣體的企業(yè)有林德集團(tuán)、太陽(yáng)日酸、韓國(guó) TEMC 和生產(chǎn)地位于烏克蘭的 Cryoin、Ingas 和 Iceblick 等公司。 國(guó)內(nèi)為逐步擺脫稀有氣體資源匱乏,長(zhǎng)期嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面,企業(yè)正加速布局氦/氖/氪/氙等氣體的產(chǎn)能規(guī)劃,目前國(guó)內(nèi) 生產(chǎn)稀有氣體的企業(yè)主要有凱美特氣(現(xiàn)有產(chǎn)能 22.465 萬(wàn)方/年,計(jì)劃 23Q2 新增 9 萬(wàn)方空分稀有氣體產(chǎn)能),華特氣體 (新建 135 噸/年稀有氣體,建設(shè)期 2 年),盈德氣體(擬分期建設(shè)兩套亞太區(qū)單體最大的氪氙精制裝置)等,寶武清能 (擬規(guī)模化布局稀有氣體產(chǎn)能,22 年內(nèi)增長(zhǎng)約 46%的氙氣產(chǎn)能)。 其中,華特氣體的光刻氣(稀有氣體和氟氣等的混合氣,Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne 等)通過(guò)了 ASML 和日 本 GIGAPHOTON 的認(rèn)證,是國(guó)內(nèi)唯一一家通過(guò)兩大海外光刻領(lǐng)域龍頭企業(yè)認(rèn)證的公司;凱美特氣的光刻氣產(chǎn)品在 2023 年 2 月也通過(guò)了 ASML 子公司 Cymer 的合格供應(yīng)商認(rèn)證,踏出了其打入頭部光刻企業(yè)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵一步。

1.4 主要作用:貫穿晶圓制造全環(huán)節(jié)

電子特氣作為芯片加工的“血液”,基本貫穿晶圓制造全流程,具體包括生產(chǎn)外延片、清洗、沉積和氧化成膜、光刻、刻蝕、 摻雜(離子注入/擴(kuò)散)等環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)特氣純度均會(huì)對(duì)最終出廠晶圓的精度和性能造成影響,因此半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)μ貧饧兌?和精度要求較高(工藝尺寸縮小、堆疊層數(shù)增加,部分環(huán)節(jié)需要多次重復(fù),對(duì)特氣的需求也就越大);同時(shí)電子特氣也可作 用于光伏電池和 LCD 液晶面板生產(chǎn)中的刻蝕、擴(kuò)散環(huán)節(jié),作為原料在光伏電池表面生成“減少反射膜”,或作為保護(hù)氣和 設(shè)備清洗氣。下文將主要圍繞晶圓生產(chǎn)過(guò)程,詳細(xì)介紹電子特氣在晶圓加工各環(huán)節(jié)中的作用原理。

1.4.1 CVD 外延沉積環(huán)節(jié)(硅烷氣為主)

外延沉積位于硅片初生產(chǎn)環(huán)節(jié),指在襯底硅片上鍍上一層單晶薄膜(外延硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜、非晶硅膜)作為緩 沖層阻止有害雜質(zhì)進(jìn)入晶圓襯底。常用的方法有化學(xué)氣相沉積法(CVD)和物理氣相沉積法(PVD),化學(xué)氣相沉積法需 用到大量電子氣體,是指氣體混合物(也稱外延氣,組分特氣甲硅烷、乙硅烷、氯硅烷、二氯二氫硅、5N以上高純氯化氫、 鍺烷和稀釋氣氦/氬/氫/氮的混合氣)和 MO 源(高純金屬有機(jī)化合物)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)膜沉積在硅片表面,含硅 薄膜制備具有生長(zhǎng)速率快、結(jié)晶質(zhì)量好等特點(diǎn)。CVD 具體流程通常包括氣體傳輸至沉積區(qū)域、膜先驅(qū)物的形成、膜先驅(qū)物 附著在硅片表面、膜先驅(qū)物粘附、膜先驅(qū)物擴(kuò)散、表面反應(yīng)、副產(chǎn)物從表面移除、副產(chǎn)物從反應(yīng)腔移除等八個(gè)主要步驟。 化學(xué)氣相沉積膜中所有的物質(zhì)都源于外部氣源,原子或分子會(huì)沉積在硅片表面形成薄膜。 注:外延片的作用是在電阻極低的襯底上生長(zhǎng)一層高電阻率外延層,器件制作在外延層上,這樣高電阻率的外延層保證了 晶體管間有高的擊穿電壓,而低電阻的襯底又降低了基片的電阻,從而降低了飽和壓降,在兩者間形成了平衡。

1.4.2 光刻環(huán)節(jié)(Ar/Kr/Ne/F 混合光刻氣)

光刻:包括涂敷光刻膠、前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜等工序,即在硅片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線 (一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過(guò)掩模照射在硅片表面,被光線照射到的光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),此 后用特定溶劑洗去被照射(正性光刻,曝光部分的光刻膠易溶于顯影液,形成圖形與掩模版上相同,小尺寸高端芯片多使 用該方法)/未被照射的光刻膠,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的電路圖從掩模板到晶圓表面的轉(zhuǎn)移。 光刻過(guò)程中一般用到的電子特氣為光刻混合氣(Ar/F/Ne 、Kr/Ne 、Ar/Ne 、Kr/F/Ne 混合氣等),這種混合氣體在高壓受 激發(fā)后,就會(huì)形成等離子體(部分電子被剝奪后的原子及原子團(tuán)被電離后產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的電中性離子化氣體狀物質(zhì)), 在這個(gè)過(guò)程中,由于電子躍遷,會(huì)產(chǎn)生固定波長(zhǎng)的光線,激發(fā)出來(lái)的紫外光線經(jīng)過(guò)聚合、濾波等過(guò)程就會(huì)產(chǎn)生***的光 源,再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的光路對(duì)硅晶圓進(jìn)行光刻。

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1.4.3 刻蝕環(huán)節(jié)(氟基電子特氣)

刻蝕是指采用物理或化學(xué)方法,從襯底上的晶體薄膜有選擇地去除材料,從而使掩膜圖形正確復(fù)制在硅片薄膜上。常見(jiàn)的 刻蝕方法分為干法化學(xué)刻蝕和濕法化學(xué)刻蝕,濕法刻蝕是利用液態(tài)化學(xué)試劑或溶液通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行刻蝕;干法化學(xué)刻蝕 是利用低壓放電使導(dǎo)入氣體產(chǎn)生等離子體中的離子或游離基,進(jìn)而與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生帶電離子、分子、電子及化 學(xué)活性很強(qiáng)的原子(分子)團(tuán),當(dāng)產(chǎn)生的原子(分子)團(tuán)擴(kuò)散到被刻蝕膜層的表面時(shí),會(huì)與硅片上的單晶薄膜反應(yīng)生成具 有揮發(fā)性的物質(zhì),并被真空設(shè)備抽離排出。干法刻蝕的優(yōu)點(diǎn)是各向異性 (即垂直方向刻蝕速率遠(yuǎn)大于橫向速率)明顯、特征 尺寸控制良好、化學(xué)品使用和處理費(fèi)用低、蝕刻速率高、均勻性好、良率高等,常用的干法刻蝕是等離子體刻蝕。 硅片刻蝕氣體主要為氟基氣體。常見(jiàn)的氟基氣體包括 CF4、SF6、C2F6、NF3,以及氯基(Cl2)氣體和溴基(Br2、HBr) 氣體等。在刻蝕工藝中,O2 和 H2 會(huì)被適當(dāng)?shù)丶尤耄⑴c輔助反應(yīng),從而達(dá)到調(diào)節(jié)離子濃度,影響刻蝕速率的目的。

1.4.4 摻雜環(huán)節(jié)(含砷、硼、磷元素的特氣)

摻雜是指將需要的雜質(zhì)摻入特定的襯底基片中,形成 pn 結(jié)、電阻、歐姆接觸等,從而改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)的過(guò)程。摻雜工 藝主要有擴(kuò)散和離子注入(雜質(zhì)摻入量可精準(zhǔn)控制、重復(fù)性好、加工溫度低,已成為主流技術(shù)),擴(kuò)散是在 900-1200℃的 高溫和不同濃度梯度的 p 型(硼)或 n 型(砷、磷)雜質(zhì)氣氛下,使摻雜源向襯底的確定性區(qū)域擴(kuò)散,III(硼類)、V (砷 類、磷類)族元素占據(jù)硅原子位置形成 pn結(jié)的過(guò)程;離子注入是直接將具有很高能量的雜質(zhì)離子射入半導(dǎo)體襯底中,注入 能量一般在 1KeV-1MeV,對(duì)應(yīng)的平均離子分布深度在 10nm-10um 間。 p 型半導(dǎo)體是在硅(鍺)單晶中摻入少量三價(jià)元素硼(或鋁、銦、鎵等),常用的三價(jià)摻雜氣體有三溴化硼、三氟化硼、乙硼烷 等;n 型半導(dǎo)體是在硅(鍺)單晶中摻入少量五價(jià)元素磷 (或砷、銻等),常用的五價(jià)摻雜氣體有磷烷、三氯氧磷、三氟化磷、 五氟化磷、砷烷、五氟化砷、五氯化銻等。

二、 需求驅(qū)動(dòng)力:半導(dǎo)體和面板周期拐點(diǎn)將至,ChatGPT 開(kāi)啟新增勢(shì)

從電子特氣的應(yīng)用結(jié)構(gòu)來(lái)看,全球電子特氣 70%以上應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域,我國(guó)電子特氣 42%用于集成電路、37%用于顯 示面板、13%用于光伏電池,應(yīng)用結(jié)構(gòu)上的差異一方面是超大規(guī)模集成電路對(duì)電子特氣的質(zhì)量要求高,而目前國(guó)內(nèi)企業(yè)特 氣產(chǎn)品在純度和性能上與海外成熟氣體生產(chǎn)商尚有差距;另一方面國(guó)內(nèi)集成電路發(fā)展進(jìn)程較海外相對(duì)滯后,半導(dǎo)體材料尚 處于高成長(zhǎng)周期中,因此國(guó)內(nèi)仍有較大比例特氣產(chǎn)品用于對(duì)純度要求相對(duì)低的顯示面板和光伏電池領(lǐng)域,未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)企 業(yè)電子特氣產(chǎn)品在生產(chǎn)技術(shù)、純度、品質(zhì)等方面的持續(xù)突破,其在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模和滲透率有望再提升。

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2.1 新一輪半導(dǎo)體周期待開(kāi)啟,特氣國(guó)產(chǎn)替代有望再推進(jìn)

半導(dǎo)體周期拐點(diǎn)將至,新一輪上行周期待開(kāi)啟。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)周期(也稱為產(chǎn)品創(chuàng)新周期)即半導(dǎo)體產(chǎn)品從研發(fā)到規(guī)?;?應(yīng)用的跨期,代表了新技術(shù)的全面迭代,以全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額增速來(lái)看,每 8-10 年呈現(xiàn)一個(gè) M 型波段,當(dāng)前處于 5G/6G 技術(shù)、AloT/AIGC 應(yīng)用時(shí)代,海外頭部企業(yè)已實(shí)現(xiàn) EUV 型光刻膠量產(chǎn),國(guó)內(nèi)部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)了 ArF 光刻膠的量產(chǎn),芯片技術(shù) 向超越摩爾定律發(fā)展,全球 12 英寸晶圓、7nm 芯片滲透率逐步提升。 半導(dǎo)體中周期(設(shè)備投資周期或稱產(chǎn)能周期、朱格拉周期),以全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資本開(kāi)支的增速來(lái)看,每 3-5 年呈現(xiàn)一個(gè)山 峰型波段,根據(jù)波段的劃分,預(yù)期 24 年將開(kāi)啟新一輪產(chǎn)能周期。半導(dǎo)體短周期與庫(kù)存情況和供需結(jié)構(gòu)掛鉤,一般在 2-3 年, 分為主動(dòng)補(bǔ)庫(kù)、被動(dòng)補(bǔ)庫(kù)、主動(dòng)去庫(kù)、被動(dòng)去庫(kù)四個(gè)階段, 2021 年半導(dǎo)體行業(yè)供需錯(cuò)配帶來(lái)缺芯漲價(jià)潮,廠家紛紛加大 芯片產(chǎn)能規(guī)模,導(dǎo)致 2022 年下半年芯片供過(guò)于求,23Q1 半導(dǎo)體庫(kù)存高位,現(xiàn)階段行業(yè)整體仍處于去庫(kù)中(23H2 主動(dòng)去 庫(kù)為主),預(yù)期 2023 年下半年需求漸修復(fù)、庫(kù)存逐步去化(24H1 被動(dòng)去庫(kù)至庫(kù)存出清),行業(yè)有望迎來(lái)供需結(jié)構(gòu)改善、價(jià) 格上行、業(yè)績(jī)?cè)黾拥墓拯c(diǎn),預(yù)期 2024 年有望開(kāi)啟新一輪半導(dǎo)體庫(kù)存周期。

半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)周期性波動(dòng)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),2018-2021 年全球和我國(guó)大陸半導(dǎo)體材料市場(chǎng)年復(fù)合增速分別在 6.8%和 11.9%,其中,集成電路領(lǐng)域占據(jù)了 80%以上的半導(dǎo)體材料市場(chǎng),除 2022 年受疫情和 21 年廠家大幅擴(kuò)產(chǎn)影響需求低迷、 芯片庫(kù)存高企,其余年份我國(guó)集成電路銷(xiāo)售額增速均超 15%,整體較全球增速更高。

我國(guó)芯片仍以進(jìn)口為主,國(guó)產(chǎn)替代空間大。根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù),2021 年我國(guó)芯片市場(chǎng)需求總規(guī)模約為 1870 億美元,其 中在我國(guó)大陸生產(chǎn)的 IC 規(guī)模約為 312 億美元,占比約 16.7%,其余 83.3%的需求依賴于進(jìn)口。進(jìn)一步來(lái)看,在中國(guó)大陸 制造的價(jià)值 312 億美元的芯片中,臺(tái)積電、SK 海力士、三星、英特爾、聯(lián)電和其他在中國(guó)大陸擁有晶圓廠的海外企業(yè)生 產(chǎn)了價(jià)值 189 億美元的芯片,占比約 60.6%,總部位于中國(guó)大陸的國(guó)內(nèi)公司生產(chǎn)了價(jià)值約 123 億美元的芯片,占比約 39.4%,在中國(guó)大陸 1865 億美元的芯片消費(fèi)市場(chǎng)當(dāng)中占比 6.6%,這意味著我國(guó) IC 實(shí)際的自給率僅為 6.6%左右,IC 國(guó)產(chǎn) 替代之路任重而道遠(yuǎn),國(guó)內(nèi)企業(yè)的國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。 全球晶圓產(chǎn)能正逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移,2015-2021 年,中國(guó)大陸生產(chǎn)的晶圓產(chǎn)能在全球的占比從 9.7%逐步升至 16%,據(jù) SEMI 預(yù)計(jì),到 2024 年將進(jìn)一步提高到 20%左右。同時(shí),我國(guó)新建晶圓廠的增加將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)晶圓產(chǎn)能上行,國(guó)產(chǎn)晶圓制造材料 需求空間有望進(jìn)一步打開(kāi)。據(jù) SEMI 在 22 年初統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),彼時(shí)中國(guó)大陸共有 23 座 12 英寸晶圓廠正在投產(chǎn),總計(jì)月產(chǎn)能 約為 104.2 萬(wàn)片,與總規(guī)劃月產(chǎn)能 156.5 萬(wàn)片相比,產(chǎn)能裝載率為 66.58%,仍有擴(kuò)產(chǎn)空間;SEMI 預(yù)計(jì)中國(guó)大陸 2022 年2026 年還將新增 25 座 12 英寸晶圓廠,總規(guī)劃月產(chǎn)能將超過(guò) 160 萬(wàn)片;預(yù)計(jì)到 2026 年底,中國(guó)大陸 12 英寸晶圓廠的總 月產(chǎn)能將超過(guò) 276.3 萬(wàn)片,相比 22 年初提高 165.1%;在全球的比重也將自 2022 年的22%,提升至 2026 年的 25%。

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電子特氣作為半導(dǎo)體加工中的重要原料,在晶圓制造材料細(xì)分市場(chǎng)中的規(guī)模占比約為 4%,主要作用在刻蝕、摻雜、外延沉 積等環(huán)節(jié)。集成電路制造涉及上千道工序,基底晶圓加工中需使用上百種電子特種氣體,未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)高精度芯片處理器 技術(shù)迭代和市場(chǎng)發(fā)展,AI 應(yīng)用場(chǎng)景的不斷落地,國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展將成為帶動(dòng)電子特氣需求上行的主要驅(qū)動(dòng)力,同時(shí) 隨著國(guó)內(nèi)頭部特氣生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)突破、純度提高、產(chǎn)品矩陣不斷完善,電子特氣的國(guó)產(chǎn)替代空間也有望進(jìn)一步打開(kāi)。

電子特氣在芯片加工中的需求測(cè)算:根據(jù)論文《Life cycle assessment of silicon wafer processing for microelectronic chips and solar cells》,測(cè)算得到每平方米 DRAM 存儲(chǔ)電路和邏輯電路晶圓加工所需要的大宗特氣約為 1070.6 千克和 3332.8 千克,所需電子特氣約為 913.4 克和 2842.0 克。邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片在集成電路中的合計(jì)規(guī)模占比超 6 成,未來(lái) 隨著 5G 和車(chē)載電子的高速發(fā)展,晶圓制造工廠產(chǎn)能擴(kuò)張、集成電路制程技術(shù)節(jié)點(diǎn)微縮、3D NAND 多層技術(shù)的發(fā)展,芯片 的工藝尺寸縮小、堆疊層數(shù)增加,集成電路制造中進(jìn)行刻蝕、沉積和清洗的步驟增加,電子特氣用量還將不斷提升。

國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體市場(chǎng)空間廣闊,***產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張;特氣貫穿晶圓加工全流程,需求將不斷增加。通過(guò)我們的梳理,國(guó)內(nèi) 企業(yè)擴(kuò)建的邏輯和存儲(chǔ)芯片項(xiàng)目中,按計(jì)劃在 2022H2-2025 年間投產(chǎn)放量的項(xiàng)目超 20 個(gè),預(yù)計(jì)到 2025 年新增產(chǎn)能合計(jì) 將達(dá) 374.1 萬(wàn)片/月,結(jié)合表 47 給出的單平米邏輯和存儲(chǔ)電路的晶圓加工過(guò)程中所需的特氣用量,測(cè)算出國(guó)內(nèi)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)邏 輯芯片共需大宗特氣約 68.88萬(wàn)噸、電子特氣 587.36 噸;擴(kuò)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片需大宗特氣 5.62 萬(wàn)噸、電子特氣 47.99 噸。

集成電路用電子特氣市場(chǎng)規(guī)模:根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2020 年我國(guó)集成電路用電子氣體的市場(chǎng)規(guī)模為 76 億元, 2021 年增長(zhǎng)至為 85 億元,預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 134 億元,2021-2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 12.05%。根據(jù) ICMTIA 統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù),中國(guó)集成電路用電子氣體中,電子特種氣體市場(chǎng)規(guī)模約占 64%。 根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2021 年全球晶圓制造用電子氣體市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 45.4 億美元,同比增長(zhǎng) 3.9%;根據(jù)高禾投資 研究中心預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),至 2028 年全球晶圓制造用電子氣體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)59.1 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為 3.84%。

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2.2 ChatGPT 大算力需求,驅(qū)動(dòng) GPU 芯片新增勢(shì)

2022 年 12 月,微軟投資的 AI創(chuàng)業(yè)公司 OpenAI 推出聊天機(jī)器人 ChatGPT,微軟Azure 為 OpenAI 開(kāi)發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)是一 個(gè)單一系統(tǒng),具有超過(guò) 28.5 萬(wàn)個(gè) CPU核心、1萬(wàn)個(gè) GPU 和 400 GB/s 的 GPU 服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬,以此來(lái)支撐 GPT的 大算力需求。ChatGPT 發(fā)布后,國(guó)內(nèi)的百度 “文心一言”、阿里“通義千問(wèn)”、騰訊“混元”、網(wǎng)易“伏羲”、科大訊飛“星 火認(rèn)知”、商湯日日新等大模型也相繼發(fā)布。AI 模型對(duì)算力的需求主要體現(xiàn)在訓(xùn)練和推理兩個(gè)層面,2021 年中國(guó)人工智能 服務(wù)器工作負(fù)載中,57.6%的負(fù)載用于推理,42.4%用于模型訓(xùn)練;據(jù) IDC 預(yù)計(jì),到 2026 年 AI 推理的負(fù)載比例將進(jìn)一步 提升至 62.2%。通過(guò)測(cè)算,GPT-3 模型訓(xùn)練約需 1.87 萬(wàn)顆 A100 GPU,推理(單月)需 4057.65顆 A100 GPU 芯片。 據(jù)外媒 semianalysis 報(bào)道,ChatGPT 每天在計(jì)算硬件方面的運(yùn)營(yíng)成本約 69.4 萬(wàn)美元,Open AI 需要大約 3617 臺(tái) HGX A100 服務(wù)器(28936 個(gè) GPU)為 ChatGPT 提供服務(wù)。根據(jù)測(cè)算,假設(shè) GPT 模型在 10 天內(nèi)完成訓(xùn)練,可支撐單月 6.16 億次使用量(每次回復(fù)時(shí)間 1s),則共需約 22725 顆 A100 GPU 芯片量,目前 GPU 芯片持有量超過(guò) 1 萬(wàn)枚的企業(yè)不超過(guò) 5 家,其中,擁有 1 萬(wàn)枚英偉達(dá) A100 GPU 的企業(yè)至多只有 1 家,高端芯片呈供不應(yīng)求局面。ChatGPT興起帶動(dòng) GPU 需 求增加,未來(lái)相關(guān)技術(shù)廣泛應(yīng)用仍需要大算力支撐,或?qū)?a target="_blank">驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)啟新增長(zhǎng)極。

2.3 顯示面板:上行周期啟動(dòng),需求增長(zhǎng)在即

全球顯示面板行業(yè)在經(jīng)歷了 2020Q1-2021Q2 供需兩旺的漲價(jià)周期后,在 2022年由于全球經(jīng)濟(jì)較疲軟、疫情沖擊、供應(yīng)過(guò) 剩等因素的影響,價(jià)格步入下行周期,相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)?cè)馐芰溯^大的壓力,根據(jù)中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)液晶分會(huì)統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù),2022 年全球顯示市場(chǎng)產(chǎn)值約為 1998 億美元,同比下降超 20%;其中,顯示器件(面板)產(chǎn)值約 1100 億美元,同 比下降近 27%;顯示材料產(chǎn)值約 766 億美元,同比下降近 13%;顯示裝備產(chǎn)值約 120 億美元,同比下降超 9%。 2023 下半年或?qū)⑹秋@示面板產(chǎn)業(yè)新一輪上行周期的起點(diǎn)。當(dāng)前,全球液晶顯示器面板價(jià)格企穩(wěn),電視面板價(jià)格已全線調(diào)漲, 新一輪漲價(jià)周期開(kāi)啟,預(yù)期 2023 年下半年顯示面板市場(chǎng)或?qū)⒂瓉?lái)改善。

根據(jù) Omdia 針對(duì)顯示器生產(chǎn)與庫(kù)存追蹤的最新研究表示,受益于 LCD 電視、手提電腦、顯示器面板和智能手機(jī) LCD 面板提高產(chǎn)能利用率方面仍面臨挑戰(zhàn)(預(yù)計(jì) 2023 年上半年 OLED 生產(chǎn)商的平均產(chǎn)能利用率仍不足 60%),下半年面板產(chǎn)業(yè)加速 回暖,新一輪上行周期開(kāi)啟,或?qū)Ⅱ?qū)動(dòng) OLED 產(chǎn)能利用率也有所回升。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)顯示出更為強(qiáng)勁的增長(zhǎng)韌勁。2022 年,國(guó)內(nèi)顯示行業(yè)產(chǎn)值近 5000 億元,在全球市場(chǎng)的占比超過(guò) 38%,投資結(jié)構(gòu) 方面也有了明顯改善,投資方向從 LCD 向更高技術(shù)含量的高性能 OLED、Micro LED 及部分上游材料轉(zhuǎn)移,未來(lái)國(guó)內(nèi)面板 市場(chǎng)將向更高附加值的產(chǎn)品逐步迭代,同時(shí)在全球的占比也將進(jìn)一步提高。 從全球顯示面板產(chǎn)能分布來(lái)看,有較為明顯的向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。根據(jù) DSCC 數(shù)據(jù),近年來(lái)國(guó)內(nèi)面板企業(yè)快速增加第六代 柔性 OLED 產(chǎn)線,我國(guó) OLED 市場(chǎng)份額快速提升,2023 年國(guó)內(nèi)企業(yè)在全球柔性 OLED 產(chǎn)能中的占比有望超過(guò) 50%;在中 國(guó)面板廠商占據(jù)主導(dǎo)地位的液晶顯示器(LCD)產(chǎn)能中,預(yù)計(jì)到 2027 年中國(guó)企業(yè)份額將提高至 70%以上;顯示面板總產(chǎn) 能中(包括 OLED 和 LCD),2023 年中國(guó)面板企業(yè)占據(jù) 60%左右的市場(chǎng)份額,預(yù)計(jì)從 2024 年起將保持在70%左右。

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2.4 光伏電池:市場(chǎng)持續(xù)高增,特氣需求穩(wěn)增

據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì),2022 年我國(guó)光伏新增裝機(jī)量達(dá) 87.41GW,同比增長(zhǎng) 59.2%,其中分布式光伏占比持續(xù)提升至近 70%, 是推動(dòng)光伏裝機(jī)量快速增加的重要增長(zhǎng)極;2022 年我國(guó)光伏電池產(chǎn)量達(dá) 343.64GW,同比增長(zhǎng) 46.8%。隨著“十四五”時(shí) 期加快推進(jìn)雙碳戰(zhàn)略的達(dá)成,各省積極布局光伏建筑一體化、大型風(fēng)光基地建設(shè)等舉措,截至 2022 年底,全國(guó) 25 個(gè)省已 發(fā)布明確的“十四五”期間新增光伏裝機(jī)規(guī)劃,合計(jì)達(dá) 344GW。 2023 年光伏需求增勢(shì)保持強(qiáng)勁,一季度全國(guó)光伏新增裝機(jī)并網(wǎng) 33.66GW,同比高增 154.81%;一季度我國(guó)光伏電池產(chǎn)量 達(dá) 105.26GW,同比增長(zhǎng) 53.2%。據(jù) CPIA 預(yù)測(cè),2023 年我國(guó)光伏新增裝機(jī)保守預(yù)測(cè)為 95GW,樂(lè)觀預(yù)測(cè)為 120GW,疊 加一定規(guī)模的出口預(yù)期,預(yù)計(jì) 2023 年我國(guó)光伏電池產(chǎn)量將達(dá)近 445GW,同比增加 29.4%。

電子特氣在晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜光伏電池的生產(chǎn)中都必不可少,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(wú)法取代的特氣產(chǎn)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(yáng)能電池制造;含氟電子特氣或強(qiáng)腐蝕性酸堿常作為光伏電池制造中的刻蝕劑。國(guó)內(nèi)外光伏市場(chǎng)需求前景 向好,國(guó)內(nèi)光伏電池產(chǎn)量增勢(shì)強(qiáng)勁,電子特氣在光伏領(lǐng)域的需求有望穩(wěn)步上行。

三、 電子特氣行業(yè)具資金、技術(shù)、客戶認(rèn)證等多重壁壘

電子特氣的研究、生產(chǎn)、銷(xiāo)售具有資金投入大、技術(shù)門(mén)檻高、用戶認(rèn)證周期長(zhǎng)等特點(diǎn),因此該行業(yè)具有較高的進(jìn)入壁壘。

3.1 技術(shù)門(mén)檻高:芯片薄化趨勢(shì),特氣純度和配置精度要求提升

電子特氣對(duì)純度的要求較高,特別是用在半導(dǎo)體加工中,一般需達(dá)到 5N 級(jí)、6N 級(jí)及以上的純度要求,因此其制備中最主 要的環(huán)節(jié)除了合成外還包括純化,此外,氣體混配(組分配制)、氣瓶處理(存儲(chǔ)運(yùn)輸)、分析檢測(cè)等環(huán)節(jié)對(duì)最終產(chǎn)品精度、 純度均有影響,因此也是特氣生產(chǎn)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)頭部電子特氣生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品純度以 5N 為主,有 企業(yè)可實(shí)現(xiàn) 7N 級(jí)高純大宗氣體的生產(chǎn),但 6N 及以上的電子特氣仍主要依賴進(jìn)口;國(guó)內(nèi)企業(yè)在配氣誤差、研磨光潔度、腐 蝕性氣體量值變化、氣體檢測(cè)精度等方面有了一定提升,但仍有再優(yōu)化空間。

集成電路制程技術(shù)的不斷迭代,從大規(guī)模向超大規(guī)模和極大規(guī)模發(fā)展,晶圓尺寸從 4 寸、6 寸、8 寸向 12 寸、14 寸突破, 芯片線寬從 28nm、14nm 向 7nm 甚至 5nm 突破,高端芯片對(duì)特氣的純度要求也在不斷提升,特氣純度每提升一個(gè) N 級(jí), 粒子、金屬雜質(zhì)含量濃度每降低一個(gè)數(shù)量級(jí),都將帶來(lái)工藝復(fù)雜度的顯著提升;混合氣配比方面,隨著產(chǎn)品組分的增加、 配制精度的上升,其配制過(guò)程的難度與復(fù)雜程度也顯著增大。

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電子特氣的主要合成方法有電解法、化學(xué)法和電解-化學(xué)法等,主要純化方法有吸附法、精餾法、吸收法、膜分離法以及可 滿足更高純度要求的離心法、吸氣劑法、催化凈化法及冷凍法等。國(guó)內(nèi)企業(yè)主要采用精餾、吸附等方式提純,更高純度要 求技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有待突破。目前國(guó)內(nèi)在新技術(shù)研發(fā)上有了一定突破,中船重工( 邯鄲) 派瑞特氣的徐海云等采用乙醇 鈉-無(wú)水乙醇溶液對(duì)一氟甲烷粗氣進(jìn)行吸收處理,該法能夠有效吸收一氟甲烷粗氣中的酸性雜質(zhì)并降低含水量,再通過(guò)精餾 等過(guò)程可制得電子級(jí)一氟甲烷;昊華氣體的張金彪等采用活性金屬 Cu、Mn 與 Ca、Al、Zn 的混合物(Cu+Mn 質(zhì)量分 數(shù)>50%)對(duì)四氟化碳粗氣中的三氟化氮雜質(zhì)在催化劑(鉻或鎳的氟化物)作用下進(jìn)行氟化,該方法最終可將四氟化碳中的 三氟化氮雜質(zhì)含量降至 1×10-6 以下。

3.2 認(rèn)證周期長(zhǎng):集成電路領(lǐng)域的客戶認(rèn)證周期長(zhǎng)達(dá) 2-3 年

特氣的質(zhì)量對(duì)集成電路、顯示面板產(chǎn)品的精密度影響極大,因此下游客戶尤其是集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光 纜等高端領(lǐng)域客戶對(duì)氣體供應(yīng)商的選擇均需經(jīng)過(guò)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(zhǎng)達(dá) 2-3 年。 目前,華特氣體、金宏氣體、中船特氣等頭部氣體廠商已成為中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)集成電路生產(chǎn)企業(yè) 的特氣主要供應(yīng)商,同時(shí)產(chǎn)品陸續(xù)獲得了臺(tái)積電、聯(lián)華電子、德州儀器、海力士等海外領(lǐng)先企業(yè)的認(rèn)證,部分產(chǎn)品已進(jìn)入 相關(guān)企業(yè)供應(yīng)鏈,未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)特氣企業(yè)產(chǎn)品矩陣的完善,一體化供應(yīng)服務(wù)的優(yōu)化,有望進(jìn)一步成為國(guó)內(nèi)外集成電路、顯 示面板等生產(chǎn)企業(yè)的核心供應(yīng)商。

3.3 資金投入大:項(xiàng)目投建金額超億元,投資回收期長(zhǎng)達(dá) 5-6 年

梳理國(guó)內(nèi)上市的氣體公司新增的特氣項(xiàng)目資本開(kāi)支和生產(chǎn)周期可見(jiàn),電子特氣項(xiàng)目具有投資金額大、投資回收期長(zhǎng)的特點(diǎn), 項(xiàng)目平均生產(chǎn)周期在 2-3 年,擬投入金額基本都超億元規(guī)模,平均投資回收期在 5-6 年。但是隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代進(jìn) 程加快,下游產(chǎn)能規(guī)模的不斷擴(kuò)大,國(guó)內(nèi)電子特氣需求增加,且高壁壘下特氣產(chǎn)品具高毛利高回報(bào)特點(diǎn),因此國(guó)內(nèi)氣體企 業(yè)通過(guò)定增和發(fā)行可轉(zhuǎn)債募資等方式積極進(jìn)行電子特氣產(chǎn)能擴(kuò)張、品類拓展,其中,華特氣體、凱美特氣、金宏氣體、南 大光電、和遠(yuǎn)氣體、昊華科技等均有超 10億元規(guī)模的資金投入到新增電子特氣項(xiàng)目中,資本開(kāi)支率處于較高水平。

四、 海外企業(yè)寡頭壟斷格局下,國(guó)內(nèi)企業(yè)如何突出重圍

國(guó)外頭部氣體企業(yè)發(fā)展歷史悠久,多以大宗氣體生產(chǎn)和設(shè)備制造起家,在大宗工業(yè)氣體領(lǐng)域基本已形成寡頭壟斷格局,因 資金實(shí)力雄厚、研發(fā)能力強(qiáng),拓展的電子特氣品種也相對(duì)齊全,且規(guī)模大、純度高。海外著名的氣體生產(chǎn)企業(yè)有林德集團(tuán)、 液化空氣、空氣化工、大陽(yáng)日酸,在電子特氣領(lǐng)域有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的海外企業(yè)有 SK Materials(三氟化氮、六氟化鎢主要供 應(yīng)商)、日本關(guān)東電氣(提供三氟化氮、四氟化碳、六氟乙烷等含氟特氣)、昭和電工(高純四氟甲烷、三氟甲烷、六氟乙 烷、三氯化硼等)等,前四大企業(yè)(林德、液化空氣、空氣化工、大陽(yáng)日酸)占據(jù)了全球電子氣體 70%以上市場(chǎng)份額。 國(guó)內(nèi)電子特氣產(chǎn)業(yè)起步較晚(從國(guó)內(nèi)外各氣體企業(yè)成立時(shí)間來(lái)看,較海外晚 50-100 年左右)、技術(shù)力量較薄弱、產(chǎn)品矩陣 和一體化服務(wù)方面有待完善,經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展,國(guó)產(chǎn)電子特氣在研究上已取得一定進(jìn)展,但在產(chǎn)品性能與生產(chǎn)規(guī)模方 面,與國(guó)外頭部企業(yè)相比尚存差距,2020 年海外龍頭企業(yè)仍占據(jù)了我國(guó) 80%以上的市場(chǎng)份額,國(guó)產(chǎn)替代之路任重而道遠(yuǎn)。

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4.1 海外企業(yè)大舉投資并購(gòu),大擴(kuò)規(guī)模、廣拓業(yè)務(wù),奠定龍頭地位

國(guó)外氣體企業(yè)規(guī)模大、業(yè)務(wù)廣,2000 前后幾大跨國(guó)巨頭企業(yè)大舉投資收購(gòu)中小區(qū)域性氣體廠商,同時(shí)構(gòu)建氣體一體化服務(wù) 體系,設(shè)備制造和氣體生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)服務(wù)并舉,進(jìn)一步擴(kuò)展業(yè)務(wù)規(guī)模,提升市場(chǎng)集中度,強(qiáng)化馬太效應(yīng),從而奠定了全 球工業(yè)氣體行業(yè)寡頭壟斷的格局。其中,林德氣體在 2000-2018 年間陸續(xù)收購(gòu)瑞典 AGA、英國(guó) BOC 等,并與美國(guó)普萊克 斯合并成為最大的工業(yè)氣體集團(tuán);法國(guó)液化空氣在 2007-2020 年間收購(gòu)了德國(guó) Lurgi 和美國(guó) Airgas 等;空氣化工公司以提 供氣體服務(wù)起家,拓展氣體設(shè)備制造業(yè)務(wù),鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位。

4.2 借鑒海外產(chǎn)品多元化、服務(wù)一體化模式,以差異化競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)各特氣國(guó)產(chǎn)替代

國(guó)內(nèi)氣體行業(yè)有望迎來(lái)集中度的提升和競(jìng)爭(zhēng)格局的改善。參考海外經(jīng)驗(yàn),目前國(guó)內(nèi)的華特氣體和杭氧股份已有制氣和設(shè)備 制造一體化發(fā)展的舉措,2023 年 5 月杭氧股份(空分設(shè)備龍頭)和盈德控股(工業(yè)氣體頭部供應(yīng)商)公布預(yù)計(jì)將在 3 年內(nèi) 完成股權(quán)整合;國(guó)內(nèi)金宏氣體、凱美特氣等做傳統(tǒng)大宗氣體起家的公司在擴(kuò)大原有業(yè)務(wù)產(chǎn)能的同時(shí),積極布局高端特氣產(chǎn) 品,優(yōu)化盈利結(jié)構(gòu)。 同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)在特氣產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)上進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng),各企業(yè)側(cè)重的研發(fā)項(xiàng)目各異,金宏、華特、凱美等企業(yè)高度重視 研發(fā)能力,逐年提高研發(fā)支出,積極推進(jìn)先進(jìn)電子材料生產(chǎn)技術(shù)突破,目前已在多項(xiàng)制備及純化工藝上達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水 平,同時(shí)在多類電子特氣產(chǎn)品上完成了自主研發(fā)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代,未來(lái)將向更多品類、更高純度的特氣產(chǎn)品突破。

國(guó)內(nèi)企業(yè)大力布局高純特氣研發(fā)項(xiàng)目,未來(lái)三年有望實(shí)現(xiàn)多種電子特氣進(jìn)口化率的重大突破。國(guó)內(nèi)以華特、金宏、凱美、 南大光電、中船特氣等為代表的企業(yè),已實(shí)現(xiàn)了包括高純?nèi)?、高純六氟化鎢、高純四氟化碳、高純六氟乙烷、光刻 氣、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純氨、高純一氧化氮、高純?nèi)淄?、高純八氟丙烷、鍺烷、高純乙烯、高純甲烷、 高純六氟丁二烯、高純磷烷、高純砷烷、電子級(jí)正硅酸乙酯等在內(nèi)的眾多產(chǎn)品的進(jìn)口替代。 同時(shí),在電子級(jí)六氟丁二烯的提純工藝,八氟丙烷合成與純化工藝,電子級(jí)氧化亞氮、高純?nèi)?、高純一氟甲烷和?導(dǎo)體級(jí)四氟化硅等的研發(fā),八氟環(huán)丁烷用新型吸附劑的研發(fā),稀混光刻氣的研制,鍺烷純化及鍺烷混合氣分析技術(shù)研發(fā), 氦氮?dú)寤旌蠚饣炫浼夹g(shù)開(kāi)發(fā)與研究等多項(xiàng)高新技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代,部分研發(fā)技術(shù)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先乃至國(guó)際領(lǐng)先的水平。

4.3 把握地域和成本優(yōu)勢(shì),全國(guó)范圍廣覆蓋倉(cāng)儲(chǔ)和銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò),集中化率有望提升

氣體的供應(yīng)模式主要有大宗供氣、零售供氣。海外氣體巨頭企業(yè)的大宗供氣主要用大型現(xiàn)場(chǎng)制氣,在用戶現(xiàn)場(chǎng)投資空分設(shè) 備直接供氣,或通過(guò)管道為一定區(qū)域內(nèi)用戶供氣,合同期較長(zhǎng),通常為 10 年以上,可滿足大型客戶長(zhǎng)期需求。目前國(guó)內(nèi)企 業(yè)供氣仍以零售供氣為主,可分為瓶裝供氣和儲(chǔ)槽供氣,一般儲(chǔ)槽氣為外購(gòu),瓶裝氣為自產(chǎn),瓶裝氣體主要滿足現(xiàn)貨市場(chǎng) 需求,適合小批量氣體用戶;液體槽車(chē)適用于中等批量需求客戶或用氣需求波動(dòng)較大、對(duì)多種氣體有零碎需求的客戶。 電子特氣的需求具有多品種、小批量、高頻次特征,多采用瓶裝氣模式,且因高技術(shù)壁壘、高附加值而受運(yùn)輸半徑長(zhǎng)成本 高的限制相對(duì)?。ǖ珡暮M膺\(yùn)至國(guó)內(nèi)的半徑過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的高成本和及時(shí)性上仍有諸多不便),客戶更關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性, 銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)可覆蓋全國(guó)乃至海外市場(chǎng)。

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外資企業(yè)在中國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略主要定位于現(xiàn)場(chǎng)制氣市場(chǎng),瓶裝、儲(chǔ)槽氣受限于運(yùn)輸半徑,有一定的區(qū)域特征,要求供應(yīng)商有 較強(qiáng)的供應(yīng)保障和本地化服務(wù)能力,因此國(guó)內(nèi)氣體供應(yīng)商在中國(guó)市場(chǎng)有天然的供貨及時(shí)性和運(yùn)輸成本上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 海外企業(yè)向國(guó)內(nèi)供應(yīng)氣體裝置和原料的運(yùn)輸周期長(zhǎng)、成本高,例如林德集團(tuán)從美國(guó)向上海港船運(yùn)氣體原料需 1 個(gè)月左右, 從歐洲向上海港運(yùn)輸氣體原料需 35 天左右,再由上海港向其在中國(guó)的各地工廠運(yùn)輸原料又需一周左右,但由國(guó)內(nèi)企業(yè)自產(chǎn) 原料和氣體成品,并向各地輸氣供氣,則極大減少了運(yùn)輸時(shí)間和物流成本,例如華特氣體在半徑 200 公里內(nèi)均可一日送達(dá)。

國(guó)內(nèi)氣體企業(yè)以所在地為圓心,制氣和倉(cāng)儲(chǔ)工廠全面覆蓋華東/華中/華南/華北各地為主,運(yùn)輸范圍輻射至全國(guó)各地;但各 企業(yè)重點(diǎn)布局區(qū)域有異,以此進(jìn)行空間上的差異化競(jìng)爭(zhēng)。瓶裝氣和儲(chǔ)槽氣市場(chǎng)在我國(guó)出現(xiàn)時(shí)間較晚,市場(chǎng)尚未飽和,加之 地域性強(qiáng),因此各區(qū)域存在大量中小氣體經(jīng)銷(xiāo)商,市場(chǎng)集中度仍較低,區(qū)域整合空間大。此外,特種氣體進(jìn)出口受?chē)?yán)格管 制,近年來(lái)我國(guó)陸續(xù)發(fā)布一系列鼓勵(lì)特氣產(chǎn)品自主研發(fā)生產(chǎn)的政策,推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)加快突破高純特氣高進(jìn)口依賴局面。

五、 投資分析

5.1 華特氣體:特氣產(chǎn)品種類完備,光刻氣率先獲海外龍頭認(rèn)證

公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的特氣研發(fā)生產(chǎn)商,成立自 1999 年,2005 年確立以特氣作為研發(fā)方向,2011 年以半導(dǎo)體用特氣作為主攻 方向,率先實(shí)現(xiàn)高純六氟乙烷、高純一氧化氮等特氣量產(chǎn),并逐步實(shí)現(xiàn)了高純六氟乙烷、高純?nèi)淄?、高純四氟化碳?高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純八氟丙烷、八氟環(huán)丁烷、稀混光刻氣等 50 余種產(chǎn)品的進(jìn)口替代,2022 年公司的高純 碳?xì)?、高純含硅氣體、高純?nèi)?、高純六氟丙烷等產(chǎn)品研發(fā)取得進(jìn)一步突破,以期打破日韓等國(guó)外企業(yè)的壟斷,截至 22 年在研項(xiàng)目新增至 53 個(gè),公司取得的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)資質(zhì)覆蓋產(chǎn)品種類超過(guò)100 種。 2017 年和 2021 年,公司自主研發(fā)的光刻混合氣先后通過(guò)了全球最大***制造商 ASML 和 EUV 開(kāi)發(fā)商 GIGAPHOTON 的認(rèn)證,是目前國(guó)內(nèi)唯一一家光刻氣產(chǎn)品同時(shí)通過(guò)兩大頭部外企認(rèn)證的公司。2022 年公司為擴(kuò)大特種氣體產(chǎn)能,擬通過(guò)發(fā) 行可轉(zhuǎn)債的方式募集資金不超過(guò) 6.46 億元,主要用于建設(shè)年產(chǎn) 1764 噸高純特氣項(xiàng)目,建設(shè)期 2 年。

2022 年公司營(yíng)收和歸母凈利潤(rùn)分別達(dá) 18.03 億元和 2.06 億元,同比增長(zhǎng) 33.84%和 59.47%,其中光刻及其他混合氣體業(yè) 務(wù)營(yíng)收近 6 億元,同比增長(zhǎng)近 2 倍,占比達(dá) 33.2%;氫化物營(yíng)收近 2.2 億元,yoy+42.8%,占比 12.02%。23Q1 公司實(shí)現(xiàn) 營(yíng)收和歸母凈利 3.59 億元和 0.40 億元,同比-6.41%和+2.17%。隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善,特氣營(yíng)收占比提升,公司銷(xiāo)售毛 利率自 2021 年以來(lái)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(從 2021 年的 24.19%升至 23Q1 的30.25%)。

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5.2 金宏氣體:大宗氣體和特氣雙輪驅(qū)動(dòng),盈利能力持續(xù)提升

公司成立于 1999 年,起步于液化空分氣體和電解水制氫項(xiàng)目,2010 年電子級(jí)超純氨投產(chǎn)后,進(jìn)軍電子氣體賽道。公司的 產(chǎn)品線較廣,既生產(chǎn)超純氨、高純氧化亞氮、正硅酸乙酯、高純二氧化碳、高純氫等特種氣體,又供應(yīng)應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè) 的電子大宗載氣,以及應(yīng)用于其他工業(yè)領(lǐng)域的大宗氣體和燃?xì)?,旗下品類?00 多個(gè)。 根據(jù)公司 22 年年報(bào)披露的產(chǎn)能規(guī)模,現(xiàn)有設(shè)計(jì)年產(chǎn)能超純氨 1.2 萬(wàn)噸、氫氣 6.18km3、氮?dú)?3.726 萬(wàn)噸、氧氣 1.48 萬(wàn)噸、 普通二氧化碳 12 萬(wàn)噸、高純二氧化碳 1.1 萬(wàn)噸、天然氣 1 萬(wàn)噸,以大宗氣體為主;預(yù)計(jì) 2023 年公司將新增更多電子特氣 產(chǎn)品,其中年產(chǎn)能 200 噸全氟丁二烯、100 噸一氟甲烷、500 噸八氟環(huán)丁烷、200 噸二氯二氫硅、50 噸六氯乙硅烷的在建 項(xiàng)目預(yù)期將在 2023 年完工投產(chǎn),新擴(kuò)建產(chǎn)品均是國(guó)內(nèi)產(chǎn)能較少、進(jìn)口依賴度高的品類,該項(xiàng)目的實(shí)施有助于我國(guó)本土企業(yè) 打破外企在電子特氣領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷,提升半導(dǎo)體先進(jìn)材料的自主可控能力。

公司特氣和大宗氣體業(yè)務(wù)同步發(fā)展,產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,2022 年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 19.67 億元,yoy+12.97%,其中大宗氣體營(yíng)收 7.92 億元,yoy+13.3%,占比 40.26%;特種氣體營(yíng)收 7.44 億元,yoy+12.90%,占比 37.82%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 2.29 億 元,yoy+37.14%。2018-2022 年公司營(yíng)收和歸母凈利年復(fù)合增速分別達(dá) 16.45%和 13.31%。2023 年一季度,公司特種氣 體營(yíng)收占比升至 48.80%(2022 年為 37.82%),大宗氣體占比 41.32%,公司總營(yíng)收達(dá) 5.18 億元,同比增加 16.25%;歸 母凈利潤(rùn)達(dá) 0.60 億元,同比高增 55.46%。此外,公司合理把控成本費(fèi)用,21 年以來(lái)銷(xiāo)售毛利率和凈利率均呈逐步回升態(tài) 勢(shì),截至 23Q1 分別達(dá) 38.11%和 12.34%。

5.3 和遠(yuǎn)氣體:液化空分氣起家,新建電子特氣項(xiàng)目放量在即

公司成立于 2003 年,液化空分氣體起家,2006 年涉足管道供氣和現(xiàn)場(chǎng)制氣領(lǐng)域,逐步形成“瓶裝氣體、液態(tài)氣體、現(xiàn)場(chǎng) 制氣、管道供氣”四大服務(wù)于客戶的供氣模式,同時(shí)在 2012 年從工業(yè)氣體向清潔能源產(chǎn)業(yè)拓展。截至目前,公司產(chǎn)品不僅 包括氧氣(42萬(wàn)噸/年)、氮?dú)?53萬(wàn)噸/年,在建 18 萬(wàn)噸預(yù)計(jì) 23 年 12月完工)、氬氣(8500 噸/年,在建 2 萬(wàn)噸預(yù)計(jì) 2023 年 10 月完工)、純氨(20 萬(wàn)噸/年)、二氧化碳等大宗氣體,氫氣(9440 萬(wàn) Nm3 /年,產(chǎn)能利用率 19.42%待提升)、液化天然氣等清 潔能源,隨著宜昌電子特氣及功能性材料產(chǎn)業(yè)園和潛江電子特氣產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目的建成投產(chǎn),公司還將新增電子特氣及電子化 學(xué)品、硅基功能性新材料等多種產(chǎn)品品類,兩大產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)能將在 2023 年陸續(xù)釋放。

2022 年公司潛江電子特氣項(xiàng)目投產(chǎn)放量,工業(yè)氨業(yè)務(wù)規(guī)模大幅增加,同時(shí)特氣業(yè)務(wù)營(yíng)收占比有所提高,22 年實(shí)現(xiàn)總營(yíng)收 13.2 億元,yoy+33.3%,受毛利率下滑和資產(chǎn)減值損失影響,歸母凈利同比下降。2023 年,除了潛江項(xiàng)目高純氨、工業(yè)氨 和電子級(jí)高純氫產(chǎn)品產(chǎn)能釋放外,公司宜昌電子特氣及功能性材料產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目也將陸續(xù)投產(chǎn)放量,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完善的同時(shí), 業(yè)務(wù)規(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)大。23Q1 公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 4.1億元,同比增加34.0%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利 0.3 億元,同比增加18.5%。

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5.4 南大光電:國(guó)內(nèi)先進(jìn)電子材料領(lǐng)先者,持續(xù)突破高壁壘特氣產(chǎn)品

公司孵化自國(guó)家 863 計(jì)劃的 MO 源研究課題組,是國(guó)內(nèi)首家 MO 源自主生產(chǎn)商;同時(shí)在國(guó)家“02-專項(xiàng)”(《極大規(guī)模集成 電路制造裝備及成套工藝》項(xiàng)目)的支持下,公司產(chǎn)品不斷向砷烷/磷烷等特種氣體、ALD/CVD 金屬有機(jī)前驅(qū)體、ArF 光刻 膠等擴(kuò)展,逐步成為國(guó)內(nèi)先進(jìn)電子材料核心供應(yīng)商。 在電子特氣業(yè)務(wù)方面,2013 年公司獲國(guó)家 02-專項(xiàng)高純特氣項(xiàng)目支持,啟動(dòng)大規(guī)模砷烷/磷烷的研發(fā)工作;2016 年成功解 決困擾國(guó)內(nèi) 30 年的高壁壘特種氣體產(chǎn)品-高純砷烷/磷烷的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題,目前已成為國(guó)內(nèi)砷烷和磷烷的頭部生產(chǎn)企業(yè); 2019 年 8 月收購(gòu)山東飛源氣體,進(jìn)軍氟類電子特氣領(lǐng)域(主要是三氟化氮),2022 年底新建成 2000 噸三氟化氮產(chǎn)能。

隨著公司三氟化氮、六氟化硫和高純磷烷/砷烷擴(kuò)建和技改項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)放量,公司特氣類產(chǎn)品營(yíng)收占比不斷提高,從 2019 年的 51.8%提高至 2022 年的 75.6%,特氣類產(chǎn)品技術(shù)壁壘高,具有高毛利率特征,2020-2022 年公司特氣產(chǎn)品毛利 率呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)(分別達(dá) 43.6%、45.0%、48.9%),23Q1 受下游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)去庫(kù)周期影響,毛利率有所下滑,但在 費(fèi)用端有效控制下,公司銷(xiāo)售凈利率仍高升至 23.8%。預(yù)期 2024 年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)庫(kù)存全面去化,新一輪上行周期開(kāi)啟,電 子特氣需求增加,價(jià)格有望重回上升通道,公司特氣業(yè)務(wù)盈利能力有望提升。

近年來(lái),隨著公司 MO 源、特氣、半導(dǎo)體前驅(qū)體、光刻膠幾大先進(jìn)電子材料業(yè)務(wù)的拓展,產(chǎn)能規(guī)模的不斷擴(kuò)大,公司營(yíng)收 和凈利呈現(xiàn)逐年高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2022 年,公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 15.8 億元,同比增加 60.6%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 1.9 億元,同比增長(zhǎng) 37.1%。2023 年一季度,受到終端半導(dǎo)體晶圓需求較弱影響,營(yíng)收 4.0 億元,yoy-3.1%;歸母凈利潤(rùn) 0.7 億元,yoy-7.1%。

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:電子特氣行業(yè)深度報(bào)告:半導(dǎo)體新周期將至,國(guó)產(chǎn)替代如火如荼

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    如今國(guó)產(chǎn)fpga也是如火如荼,請(qǐng)問(wèn)現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)fpga芯片的發(fā)展有哪些趨勢(shì)呢?
    發(fā)表于 06-30 08:14

    喜訊 | MDD辰達(dá)半導(dǎo)體榮獲藍(lán)點(diǎn)獎(jiǎng)“最具投資價(jià)值獎(jiǎng)”

    高可靠性、高性能產(chǎn)品服務(wù)矩陣。公司先后榮獲“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)”和“深圳專精新企業(yè)”稱號(hào),產(chǎn)品暢銷(xiāo)全球40多個(gè)國(guó)家和地區(qū),累計(jì)超20000家客戶選擇MDD辰達(dá)半導(dǎo)體,涵蓋新能源汽車(chē)、工業(yè)控制、消費(fèi)電子
    發(fā)表于 05-30 10:41

    德力西電氣工業(yè)及新能源行業(yè)客戶巡展如火如荼

    2024年德力西電氣工業(yè)及新能源行業(yè)客戶巡展如火如荼開(kāi)展,近日,武漢站圓滿落幕!德力西電氣為現(xiàn)場(chǎng)200多位行業(yè)重點(diǎn)客戶展示了專業(yè)的全行業(yè)解決方案,展現(xiàn)“雙碳兩新”布局及數(shù)字化發(fā)展新形勢(shì)
    的頭像 發(fā)表于 05-20 14:25 ?397次閱讀

    聚洵半導(dǎo)體榮獲“2023年度電子元器件行業(yè)優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)品牌”

    近日,2024半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)大會(huì)暨2023年度(第十六屆)華強(qiáng)電子網(wǎng)優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商&電子元器件行業(yè)國(guó)產(chǎn)品牌頒獎(jiǎng)盛典在深圳隆重舉行。聚洵
    的頭像 發(fā)表于 04-17 08:21 ?390次閱讀
    聚洵<b class='flag-5'>半導(dǎo)體</b>榮獲“2023年度<b class='flag-5'>電子</b>元器件<b class='flag-5'>行業(yè)</b>優(yōu)秀<b class='flag-5'>國(guó)產(chǎn)</b>品牌”

    深圳市薩科微半導(dǎo)體有限公司,技術(shù)骨干來(lái)自清華大學(xué)和韓國(guó)延世大學(xué)...

    )從febless發(fā)展成為集設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷(xiāo)售服務(wù)一體化的國(guó)家級(jí)高新科技企業(yè),“SLKOR”品牌在半導(dǎo)體行業(yè)聲譽(yù)日隆,產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵點(diǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,薩科微乘電子元器件“
    發(fā)表于 03-15 11:22

    計(jì)算機(jī)行業(yè)深度報(bào)告

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《計(jì)算機(jī)行業(yè)深度報(bào)告.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 03-04 10:07 ?0次下載

    智能穿戴產(chǎn)品對(duì)晶振的要求

    智能穿戴行業(yè)如火如荼,那么這些有著特殊功能的手表,它們用的是什么晶振呢?
    的頭像 發(fā)表于 01-24 09:11 ?3441次閱讀

    半導(dǎo)體硅片行業(yè)報(bào)告國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加速

    第二代半導(dǎo)體材料以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為代表。第三代半導(dǎo)體材料主 要包括碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、硒化鋅(ZnSe)等,因其禁帶寬度較大,又被 稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。
    發(fā)表于 01-23 10:06 ?888次閱讀
    <b class='flag-5'>半導(dǎo)體</b>硅片<b class='flag-5'>行業(yè)報(bào)告</b>,<b class='flag-5'>國(guó)產(chǎn)</b><b class='flag-5'>替代</b>進(jìn)程加速

    半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)詳細(xì)報(bào)告

    2023年上半年全球半導(dǎo)體處于下行周期,但AIGC帶來(lái)的新一輪技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)需求大幅提升,行業(yè)有望在2024年迎來(lái)上行周期。
    的頭像 發(fā)表于 01-12 09:25 ?1531次閱讀
    <b class='flag-5'>半導(dǎo)體</b><b class='flag-5'>行業(yè)</b>產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)詳細(xì)<b class='flag-5'>報(bào)告</b>

    龍騰半導(dǎo)體榮獲“國(guó)產(chǎn)功率器件行業(yè)卓越獎(jiǎng)”

    在第十四屆亞洲電源技術(shù)發(fā)展論壇上,龍騰半導(dǎo)體以其卓越的品質(zhì)、出色的市場(chǎng)表現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新能力,榮獲了“國(guó)產(chǎn)功率器件行業(yè)卓越獎(jiǎng)”。這一榮譽(yù)不僅是對(duì)龍騰半導(dǎo)體的肯定,更是對(duì)其在推動(dòng)
    的頭像 發(fā)表于 01-04 15:35 ?726次閱讀

    PFA在半導(dǎo)體行業(yè)中的不可替代

    半導(dǎo)體行業(yè)中,封裝(Packaging)是芯片與外界交互的橋梁,其質(zhì)量和性能直接影響到芯片的性能和可靠性。在眾多的封裝材料中,PFA(全氟烷氧基樹(shù)脂)因其獨(dú)特的性能和無(wú)可替代的作用,日益受到
    的頭像 發(fā)表于 12-18 13:58 ?949次閱讀