电子特气的研究、生产、销售具有资金投入大、技术门槛高、用户认证周期长等特点,因此该行业具有较高的进入壁垒。
电子特气对纯度的要求较高,特别是用在半导体加工中,一般需达到 5N 级、6N 级及以上的纯度要求,因此其制备中最主 要的环节除了合成外还包括纯化,此外,气体混配(组分配制)、气瓶处理(存储运输)、分析检测等环节对最终产品精度、 纯度均有影响,因此也是特气生产中不可忽视的重要环节。当前,国内头部电子特气生产企业的产品纯度以 5N 为主,有 企业可实现 7N 级高纯大宗气体的生产,但 6N 及以上的电子特气仍主要依赖进口;国内企业在配气误差、研磨光洁度、腐 蚀性气体量值变化、气体检测精度等方面有了一定提升,但仍有再优化空间。
集成电路制程技术的不断迭代,从大规模向超大规模和极大规模发展,晶圆尺寸从 4 寸、6 寸、8 寸向 12 寸、14 寸突破, 芯片线宽从 28nm、14nm 向 7nm 甚至 5nm 突破,高端芯片对特气的纯度要求也在不断提升,特气纯度每提升一个 N 级, 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的显著提升;混合气配比方面,随着产品组分的增加、 配制精度的上升,其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。
电子特气的主要合成方法有电解法、化学法和电解-化学法等,主要纯化方法有吸附法、精馏法、吸收法、膜分离法以及可 满足更高纯度要求的离心法、吸气剂法、催化净化法及冷冻法等。国内企业主要采用精馏、吸附等方式提纯,更高纯度要 求技术的产业化应用仍有待突破。目前国内在新技术研发上有了一定突破,中船重工( 邯郸) 派瑞特气的徐海云等采用乙醇 钠-无水乙醇溶液对一氟甲烷粗气进行吸收处理,该法能够有效吸收一氟甲烷粗气中的酸性杂质并降低含水量,再通过精馏 等过程可制得电子级一氟甲烷;昊华气体的张金彪等采用活性金属 Cu、Mn 与 Ca、Al、Zn 的混合物(Cu+Mn 质量分 数>50%)对四氟化碳粗气中的三氟化氮杂质在催化剂(铬或镍的氟化物)作用下进行氟化,该方法最终可将四氟化碳中的 三氟化氮杂质含量降至 1×10-6 以下。

特气的质量对集成电路、显示面板产品的精密度影响极大,因此下游客户尤其是集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光 缆等高端领域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。 目前,华特气体、金宏气体、中船特气等头部气体厂商已成为中芯国际、长江存储、华虹半导体等国内集成电路生产企业 的特气主要供应商,同时产品陆续获得了台积电、联华电子、德州仪器、海力士等海外领先企业的认证,部分产品已进入 相关企业供应链,未来随着国内特气企业产品矩阵的完善,一体化供应服务的优化,有望进一步成为国内外集成电路、显 示面板等生产企业的核心供应商。
梳理国内上市的气体公司新增的特气项目资本开支和生产周期可见,电子特气项目具有投资金额大、投资回收期长的特点, 项目平均生产周期在 2-3 年,拟投入金额基本都超亿元规模,平均投资回收期在 5-6 年。但是随着国内半导体国产替代进 程加快,下游产能规模的不断扩大,国内电子特气需求增加,且高壁垒下特气产品具高毛利高回报特点,因此国内气体企 业通过定增和发行可转债募资等方式积极进行电子特气产能扩张、品类拓展,其中,华特气体、凯美特气、金宏气体、南 大光电、和远气体、昊华科技等均有超 10亿元规模的资金投入到新增电子特气项目中,资本开支率处于较高水平。