特种气体国内领导者,乘半导体国产化浪潮加速成长

2020-02-19

普通工业气体指纯度在99.99%纯度以内液态和气态氧、氮、氩,以及普通纯度的丙烷、二氧化碳、乙炔、丁烷、工业氨、液化石油气、天然气等,上游行业为空气及工业废气、基础化学原料、气体分离设备制造业、容器制造业、电力等能源,下游广泛应用于冶金、化工、新兴行业等领域。工业气体分为特种气体、合成气体、空分气体三大类。其中,特种气体是指在特定领域中应用的对纯度、品种、性质有特殊要求的气体,随着国防工业、科学研究、自动化技术、精密检测(特别是微电子技术)的发展,特种气体成为工业气体市场规模增长新动力,广泛应用于半导体、LED、光纤光缆、医药等新兴行业。



从应用领域来看,特种气体主要包括电子气体、医疗气体、标准气体、激光气体、食品气体、电光源气体等,其中,电子气体广泛用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等电子产业的加工制造过程,是下游行业关键性化工基础材料,被誉为电子产业的“血液”,现有单元特种气体260余种,可配制成25000多种混合气体。



在半导体领域,根据成分与用途的不同,可以将电子特气大致分为七种:掺杂用气体、外延晶体生长气、离子注入气、刻蚀用气体、气相沉积(CVD)气体、平衡/反应气体、掺杂配方气体等,有些气体只用在一个环节,有些气体在多个环节都有应用。



特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测等步骤,其中气体的纯化、混配等是气体公司的核心竞争力。



全球工业气体的市场容量稳步增长。随着工业产业的发展,预计2018年全球工业气体容量为1220亿美元,同比上年增长7.96%。由于亚洲新兴国家经济的快速增长,世界工业气体的生产中心向亚洲转移,带动了中国工业气体产业的快速发展;我国工业气体市场规模由2010年的525亿元上升至2017年的1010亿元,年均复合增长率9.80%。随着中国逐步进入经济新常态,工业增长趋于平缓,中国工业气体市场整体增速也由快速增长时期过渡至稳步增长时期。


2017年全球特种气体市场规模241亿美元,同比增长11.55%,其中,2017年电子气体销售额38.92亿美元,2018年电子气体销售额45.12亿美元,同比增长15.93%。2017年中国的特种气体市场规模达到约178亿元,2010-2017年中国特种气体市场平均增速达15.48%,且预计此后仍将保持高速增长,平均增速在15%以上,预计2022年国内特气市场将达到411亿元的规模。特种气体将为中国新兴产业的发展注入新动力,市场空间广阔。



近年来工业气体下游产业技术快速更迭,工业气体在新兴行业领域的消费占比不断提升,于2015年已达52%。新兴行业包括集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等,而特种气体是这些产业不可或缺的关键原材料,受益于新兴行业的快速发展,特种气体市场规模有望持续增长。


我国高纯电子气体主要应用于集成电路、显示面板、LED以及太阳能领域,其中,集成电路和显示面板对电子气体的需求共占下游总需求的79%。



在半导体行业,电子气体的需求占半导体材料需求的14%,是仅次于硅片的第二大半导体材料。据全球半导体协会统计,目前常用的电子气体纯气有60多种,混合气80多种。



全球和国内集成电路市场增速稳定,预计2018年全球集成电路市场规模3779亿美元,同比增长3.79%,中国集成电路市场规模1.59万亿元,同比增长11.78%,预计未来增速保持稳定,拉动上游原材料特种气体的发展。根据中国产业信息网,2016年中国集成电路产业销售额为4335.50亿元,同比增长20.10%,远高于全球增长率,据中国半导体行业协会预测,中国集成电路行业销售额在未来三年中年复合成长率约为20.20%,到2020年中国集成电路产业销售额将达到9300亿元。下游需求持续增长助力特种气体市场规模不断扩大。



根据我们的统计,2019年共有12座晶圆厂投产,其中包括9个12寸的晶圆厂、2个8寸的晶圆厂和1个6英寸晶圆厂。目前处于产能爬坡状态的晶圆厂共有13座。涉及投资金额超过530亿美金。现有产能大约33万片/月,未来会爬坡到超过100万片/月。



根据前瞻产业研究院的数据,中国电子特气的市场规模在不断增加,从2014年的13.40亿美元增长到了2018年的20.04亿美元,占全球的比重从38.5%提升到44.4%。



高纯电子气体是影响电子器件可靠性和成品率的重要因素。随着制造工艺制程的飞速发展,对电子气体的纯度要求也越来越高,经常需要6N级(99.9999%)甚至更高的纯度,并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高,晶圆厂生产环境纯净度必得再度提升,才能确保半导体晶圆不受污染,提升生产良率。从28纳米走到7纳米,产品的金属杂质要求须下降100倍,污染粒子的体积也必须要缩小4倍,而随着制程走到10纳米以下,对于洁净度要求只会愈来愈严格,例如28纳米晶圆可能可以有10个污染粒子,但7纳米晶圆上只能有1个。采用先进制程的晶圆,其薄膜层非常薄,对氧气十分敏感,很容易被氧化,因此对晶圆制作的特种气体需求更大。未来的3/5纳米已经进入原子等级的尺度,制程的精细与复杂不言而喻,再加上许多新兴技术如3D堆叠、异质整合系统级封装(SiP)等,制程中有更多细节必须兼顾,电子特殊气体将在半导体制程中协助平坦化、清洁、间隔不同Layer等。



随着半导体制程节点的进一步缩小,每片晶圆的成本越来越高,特种气体的消耗量也逐渐增多。逻辑芯片随着制程节点的缩小,特种气体消耗量增长率达20%;存储芯片特种气体消耗量增长率为1%。



电子特气壁垒较高,一方面是企业客户的资质认证较难,且时间很长。根据华特气体招股说明书披露,客户对气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证2 轮严格的审核认证,其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为0.5-1 年,显示面板通常为1-2 年,集成电路领域的审核认证周期长达2-3 年;另一方面,电子特气在下游制造过程中的成本占比相对较低,但对电子产品性能影响较大,一旦质量出现问题,下游客户将会产生较大损失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。



中国特种气体于20世纪80年代随着电子行业的发展而逐渐兴起,虽然发展迅速,但如今国内厂商特气产品与国外相比仍较单一,且级别不高。在我国集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等高端领域,海外大型气体公司占据了将近80%的市场份额,主要包括美国空气化工集团、液化空气集团、太阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团等。



虽然国内特种气体公司起步较晚,但是在国家政策的大力支持下,我国已经有一些领域实现了进口替代。比如华特气体已经有近20种气体实现了进口替代。



行行查,行业研究数据库www.hanghangcha.com


手机访问“行行查”小程序更方便

化工

相关推荐

波音声誉再遭打击:未交付飞机燃油箱中发现异物碎片

新冠肺炎AI自测机器人24小时在线,1秒内即可获得评估报告

年后成品油迎“二连跌”,加满一箱油少花16.5元,出行成本明显下降

滴滴投入1亿专项资金,免费为全国网约车安装车内保护膜

疫情防控工作备受关注,重组基因工程疫苗研发已完成基因序列合成

业界首个三模动态频谱共享解决方案发布,可实现频谱效益最大化

特斯拉称将自主研发新电池,预计4月会议正式宣布

新华网与河北省巨鹿网络签约,落实区块链项目创新应用

继国内首条高速公路后,中国再承建乌干达35亿光伏订单

张家界出台旅游措施,门票、住宿“买1送1”,还享航班、专列补贴

行行查

行业研究数据库

移动端
特种气体国内领导者,乘半导体国产化浪潮加速成长
2020-02-19

普通工业气体指纯度在99.99%纯度以内液态和气态氧、氮、氩,以及普通纯度的丙烷、二氧化碳、乙炔、丁烷、工业氨、液化石油气、天然气等,上游行业为空气及工业废气、基础化学原料、气体分离设备制造业、容器制造业、电力等能源,下游广泛应用于冶金、化工、新兴行业等领域。工业气体分为特种气体、合成气体、空分气体三大类。其中,特种气体是指在特定领域中应用的对纯度、品种、性质有特殊要求的气体,随着国防工业、科学研究、自动化技术、精密检测(特别是微电子技术)的发展,特种气体成为工业气体市场规模增长新动力,广泛应用于半导体、LED、光纤光缆、医药等新兴行业。



从应用领域来看,特种气体主要包括电子气体、医疗气体、标准气体、激光气体、食品气体、电光源气体等,其中,电子气体广泛用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等电子产业的加工制造过程,是下游行业关键性化工基础材料,被誉为电子产业的“血液”,现有单元特种气体260余种,可配制成25000多种混合气体。



在半导体领域,根据成分与用途的不同,可以将电子特气大致分为七种:掺杂用气体、外延晶体生长气、离子注入气、刻蚀用气体、气相沉积(CVD)气体、平衡/反应气体、掺杂配方气体等,有些气体只用在一个环节,有些气体在多个环节都有应用。



特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测等步骤,其中气体的纯化、混配等是气体公司的核心竞争力。



全球工业气体的市场容量稳步增长。随着工业产业的发展,预计2018年全球工业气体容量为1220亿美元,同比上年增长7.96%。由于亚洲新兴国家经济的快速增长,世界工业气体的生产中心向亚洲转移,带动了中国工业气体产业的快速发展;我国工业气体市场规模由2010年的525亿元上升至2017年的1010亿元,年均复合增长率9.80%。随着中国逐步进入经济新常态,工业增长趋于平缓,中国工业气体市场整体增速也由快速增长时期过渡至稳步增长时期。


2017年全球特种气体市场规模241亿美元,同比增长11.55%,其中,2017年电子气体销售额38.92亿美元,2018年电子气体销售额45.12亿美元,同比增长15.93%。2017年中国的特种气体市场规模达到约178亿元,2010-2017年中国特种气体市场平均增速达15.48%,且预计此后仍将保持高速增长,平均增速在15%以上,预计2022年国内特气市场将达到411亿元的规模。特种气体将为中国新兴产业的发展注入新动力,市场空间广阔。



近年来工业气体下游产业技术快速更迭,工业气体在新兴行业领域的消费占比不断提升,于2015年已达52%。新兴行业包括集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等,而特种气体是这些产业不可或缺的关键原材料,受益于新兴行业的快速发展,特种气体市场规模有望持续增长。


我国高纯电子气体主要应用于集成电路、显示面板、LED以及太阳能领域,其中,集成电路和显示面板对电子气体的需求共占下游总需求的79%。



在半导体行业,电子气体的需求占半导体材料需求的14%,是仅次于硅片的第二大半导体材料。据全球半导体协会统计,目前常用的电子气体纯气有60多种,混合气80多种。



全球和国内集成电路市场增速稳定,预计2018年全球集成电路市场规模3779亿美元,同比增长3.79%,中国集成电路市场规模1.59万亿元,同比增长11.78%,预计未来增速保持稳定,拉动上游原材料特种气体的发展。根据中国产业信息网,2016年中国集成电路产业销售额为4335.50亿元,同比增长20.10%,远高于全球增长率,据中国半导体行业协会预测,中国集成电路行业销售额在未来三年中年复合成长率约为20.20%,到2020年中国集成电路产业销售额将达到9300亿元。下游需求持续增长助力特种气体市场规模不断扩大。



根据我们的统计,2019年共有12座晶圆厂投产,其中包括9个12寸的晶圆厂、2个8寸的晶圆厂和1个6英寸晶圆厂。目前处于产能爬坡状态的晶圆厂共有13座。涉及投资金额超过530亿美金。现有产能大约33万片/月,未来会爬坡到超过100万片/月。



根据前瞻产业研究院的数据,中国电子特气的市场规模在不断增加,从2014年的13.40亿美元增长到了2018年的20.04亿美元,占全球的比重从38.5%提升到44.4%。



高纯电子气体是影响电子器件可靠性和成品率的重要因素。随着制造工艺制程的飞速发展,对电子气体的纯度要求也越来越高,经常需要6N级(99.9999%)甚至更高的纯度,并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高,晶圆厂生产环境纯净度必得再度提升,才能确保半导体晶圆不受污染,提升生产良率。从28纳米走到7纳米,产品的金属杂质要求须下降100倍,污染粒子的体积也必须要缩小4倍,而随着制程走到10纳米以下,对于洁净度要求只会愈来愈严格,例如28纳米晶圆可能可以有10个污染粒子,但7纳米晶圆上只能有1个。采用先进制程的晶圆,其薄膜层非常薄,对氧气十分敏感,很容易被氧化,因此对晶圆制作的特种气体需求更大。未来的3/5纳米已经进入原子等级的尺度,制程的精细与复杂不言而喻,再加上许多新兴技术如3D堆叠、异质整合系统级封装(SiP)等,制程中有更多细节必须兼顾,电子特殊气体将在半导体制程中协助平坦化、清洁、间隔不同Layer等。



随着半导体制程节点的进一步缩小,每片晶圆的成本越来越高,特种气体的消耗量也逐渐增多。逻辑芯片随着制程节点的缩小,特种气体消耗量增长率达20%;存储芯片特种气体消耗量增长率为1%。



电子特气壁垒较高,一方面是企业客户的资质认证较难,且时间很长。根据华特气体招股说明书披露,客户对气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证2 轮严格的审核认证,其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为0.5-1 年,显示面板通常为1-2 年,集成电路领域的审核认证周期长达2-3 年;另一方面,电子特气在下游制造过程中的成本占比相对较低,但对电子产品性能影响较大,一旦质量出现问题,下游客户将会产生较大损失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。



中国特种气体于20世纪80年代随着电子行业的发展而逐渐兴起,虽然发展迅速,但如今国内厂商特气产品与国外相比仍较单一,且级别不高。在我国集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等高端领域,海外大型气体公司占据了将近80%的市场份额,主要包括美国空气化工集团、液化空气集团、太阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团等。



虽然国内特种气体公司起步较晚,但是在国家政策的大力支持下,我国已经有一些领域实现了进口替代。比如华特气体已经有近20种气体实现了进口替代。



行行查,行业研究数据库www.hanghangcha.com


手机访问“行行查”小程序更方便

化工
相关推荐