2024年电子气体行业专题报告：长期价值辨差异，海外为鉴探新机

百亿市场国产化提速，电子大宗&电子 特气并进前行

电子气体整体200亿市场，电子大宗与电子特气分别占55%/45%

2024年国内电子气体市场200亿元左右，电子大宗与电子特气分别整体 占比55%/45%。广义上的电子气体是指具有电子级纯度的特种气体，主要 分为电子大宗气体及电子特气，广泛应用在包括集成电路、显示面板、 半导体照明和光伏等泛半导体行业。

电子大宗与电子特气在下游客户、整体空间上较为接近，而在供气品种 /商业模式/竞争要点/竞争格局方面存在差异。供气品种上，电子大宗主 要有6种，电子特气数百种以上；商业模式上，电子大宗本质为运营模 式，电子特气本质为产品生意；竞争要点上，电子大宗需要极高的可靠 性及稳定性，电子特气注重产品、认证和价格三要素；竞争格局上，电 子大宗门槛高玩家少，电子特气国产玩家新进入者多，国产替代迅速。

供气品种：电子大宗品种少，但贯穿全环节

电子大宗供应品种少，稳定性保供性要求高。电子大宗气体主要是指氮气、氦气、氧气、氢气、氩气、二氧化碳这六 大气体品种，电子大宗气体作为环境气、保护气、清洁气和运载气等，贯穿半导体生产制程的全环节。

商业模式：电子大宗以现场制气为主，本质是运营模式

电子大宗以现场制气为主。气体公司需要提前在客户工厂或临近场地投资建设供气系统，前期投资额较大，合同期长 （通常长达10-20年）。电子大宗的收费中包含“固定收费”和“变动气费”两部分，其中单个项目的固定收费现值可 基本覆盖前期投资成本；变动气费则根据类“成本加成法”定价原则，单方气体赚取“稳定的毛利”，因此电子大宗具 备“稳盈利”的保障，本质是运营模式。

固定收费实质为气体产品的保底收费，为气体公司盈利提供保障。以广钢气体为例，2019年-2022年电子大宗现场制气 项目收入中固定费用占比基本保持在45%左右，2022年电子大宗现场制气项目收入中，固定收费占比为43.1%，变动气费 的占比为56.9%。

竞争要点：电子大宗对可靠性及稳定性要求极高

电子大宗气体是复杂的系统工程，需要专业稳定的工程能力。 电子大宗对可靠性及稳定性要求极高。电子大宗占下游客户生产成本不高，据广钢气体公告，例如投资一个晶圆厂百亿 以上的投入，对应配套的电子大宗项目投资成本占比可能仅为1%。但电子大宗对下游客户的生产影响较大，“牵一发而 动全身”，若发生故障将导致整条产线受到影响，故成功案例/成熟经验团队是入局的重要条件。

竞争格局：电子大宗项目壁垒高，格局高度集中

国内电子大宗气体市场格局集中。据广钢气体公司公 告，2018-2022年9月电子半导体领域新建现场制气项目 中，三大外资企业和广钢气体中标产能占比达93.1%。  进入电子大宗赛道难度大。从广钢气体公告的18-22M9 期间电子大宗项目招投标情况，可以发现目前仍存在 “仅邀请外资”、“要求一定项目运行年限”等苛刻条 件。本质原因还是在于电子大宗是复杂的工程项目，在 专业性要求极高的同时，对于下游而言，置换、试错成 本同样也很高。

以日本为鉴，看中国气体市场的机遇 和不同

日本市场回顾（60-70s）：空分设备高度国产化

日本气体市场格局较为分散且同时存在较高比例的自建供气。60-70年代日本市场主要参与者为两大龙头——NS(Nippon Sanso)和Teisan(法液空于1910年创建的日本子公司)+四个区域性供应商——OS(Osaka Sanso)、TaS(Taiyo Sanso)、 DS(Daido Sanso)、ToS(Toyo Sanso)。由于氧气和氮气市场中自建供气比例较高，导致日本市场整体集中度较低。

空分设备快速发展并实现充分国产化。60年代以前日本气体企业仍严重依赖海外技术；到60年代初，NS获得了Linde技 术的独家访问权，日本空分设备技术开始快速发展；至60年代后期，本土厂商几乎完全占据了日本市场，日本空分设备 实现高度国产化。

日本市场回顾（80-90s）：国际化过程中的攻与守

80年代前，日本空分设备高度国产化+自建供气比例较高，阻碍了前期外国竞争者的进入。直至1980年，外国气体公司 中仅有AL（法液空）控制的子公司Teisan在日本经营。我们认为或由于早在60年代，日本的空分设备就已实现高度国产 化，同时自建供气模式满足了大部分市场需求，外包供气的市场空间不大，因而外国气体公司未能大规模进入。 攻方：80-90年代，BOC和AP以收购日本公司股权的方式进入日本市场。 守方：日本企业通过合并以及强化竞争优势（技术+服务模式）守住本土份额。日本公司通过国内合并的方式扩张规模， 例如区域性生产商ToS和TaS合并，之后又与龙头NS合并成大阳日酸。此外，日本公司在电子特气领域的竞争优势（技术 领先+优质管理服务）在一定程度上保护了其市场份额。

以日本为鉴：用技术+专业化服务构建α，国际化扩张是长远发展的必要策略

产业链转移的大β下，有望孕育出电子气体巨头公司。参考80年代第一次半导体产业转移，日本供应商在半导体专用气 体方面的全球份额已达到42%（80年代末），1986年NS在日本特种气体市场份额达到50-60%，成为电子气体巨头。我 们认为日本电子特气厂商在全球占据较高份额，也主要由于通过技术+专业化服务构建α。

当β逐渐消退，国际化是增长的必要策略。在半导体产业即将二次转移的背景下，NS在80年代与Teisan及其他日本特气 生产商在泰国、台湾和韩国等地一起建造气体工厂，国际化的扩张战略开始实施。参考几乎所有海外气体龙头的扩张之 路，常见的基本方式都是以收并购为主，故NS也于80年代在美国、马来西亚等地以收并购的形式进行国际化扩张。

大阳日酸不够坚决的国际化收并购战略致使全球份额下降。由于1）NS缺乏国际化经验和合适的人员；2）NS自认为其资 本基础和分销网络还不足以支持更大规模的收并购扩张，所以NS与其他日本特气厂商选择了向海外售卖工艺包的模式扩 张，因此在90年代，不够坚决的国际扩张战略导致其全球工业气体市场份额从1994年的8%下降到2000年的6%。

中国机遇：有望成长出电子气体巨头

国内空分设备国产化率不断提高，至2020年已达75%以上，与60年代的日本相似。 目前国内在电子大宗、电子特气，都有一批具有潜力的公司，其中有望成长出电子气体巨头。我们认为本土气体公司发 展的突破口或在于1）乘产业转移+光伏新需求之风，以技术+服务塑造护城河；2）以收并购整合国内市场提高集中度， 并进一步向新兴的海外市场扩张。

应用环节工艺迭代，驱动电子气体品 类升级需求增长

下游侧重工艺不同，故单品间景气度有差异

电子特气“需求跟随工艺”带来几个特点：1）各工艺环节的技术路径或随着技术发展更新迭代，可能会导致对相应电子 特气的品种选择及用量上发生改变；2）不同应用领域侧重的工艺环节不同，或导致不同电子特气品类的下游景气有差异， 例如集成电路的设计重点多在电路制程，光刻及刻蚀类气体受集成电路制程工艺迭代或者变化影响更为显著，而光伏重 点在于成膜后的光效率及使用寿命，故沉积用气受光伏装机量高增或电池工艺路径变更影响较为显著。

沉积用气：硅烷、超纯氨、高纯氧化亚氮、六氟化钨等

沉积用气核心品种：硅烷、超纯氨、高纯氧化亚氮、六氟化钨等。 薄膜生长是采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程。根据工作原理不同，可分为物理气相沉积、化学气 相沉积以及外延沉积工艺。在半导体核心流程中，主要涉及到化学气相沉积以及外延沉积工艺。 化学气相沉积（CVD）是多种气体混合并发生化学反应最终将反应物沉积成膜的过程，主要应用于光伏和面板行业。例如， 在光伏领域，经化学气相沉积生成减反射膜，达到表面钝化，增加光能利用率。 外延沉积是在衬底生长出一层与原衬底相同晶格取向的晶体外延层，可用于减小衬底电阻、增强衬底隔离等。外延工艺 广泛用于集成电路，形成芯片内部的微型器件单元，例如晶体管的存储单元。根据生长方法可以将外延沉积工艺分为两 大类：全外延和选择性外延。外延沉淀用气常为含硅气体源：硅烷，二氯硅烷和三氯硅烷；某些特殊外延工艺中还要用 到含锗和碳的气体锗烷和甲基硅烷；选择性外延工艺中还需要用到刻蚀性气体氯化氢，反应中的载气一般选用氢气。

超纯氨：预计2026年国内需求16万吨

应用广泛，常与硅烷进行反应使用。超纯氨常作为氮源与硅烷 或其他硅化物反应，形成氮化硅或氮氧化硅薄膜。在集成电路 领域，主要通过CVD工艺沉积生长氮化硅介质层，用作绝缘层、 保护层或活性薄膜；在新型显示领域，主要用于生成氮化硅和 氮氧化硅半导体膜；在光伏领域，主要通过 PECVD 工艺沉积 生长氮化硅或氮氧化硅，形成减反射膜以提高太阳光吸收率。 下游泛半导体产业发展拉动市场扩容。需求方面，近年来集成 电路/显示面板/光伏/LED等产业的发展，不断拉动对超纯氨的 需求，据QYResearch数据，2026年国内超纯氨市场需求将达 到16.0万吨；供给方面，据科利德公司公告，截至2023年10月， 国内可统计主要内资企业超纯氨产能约6.9万吨，未来可统计产 能规划高达7万吨以上；价格方面，受益光伏景气，国内超纯 氨市场价从2021年初9000元/吨，上涨至2023年初最高20000 元/吨，目前价格回落至16000元/吨。

六氟化钨：IC迭代拉动市场扩容，2025年或出现供应缺口

高纯六氟化钨用途广泛，目前主要应用于大规模集成电路化学气相沉积工艺，其沉积形成的钨导体膜可用作通孔和接触 孔的互连线，具有低电阻、高熔点的特点，纯度一般需要达到5N；其次，通过混合金属的化学气相沉积工艺制得钨和铼 的复合涂层，应用于太阳能吸收器以及X射线发射电极的制造；同时六氟化钨也作为电子元器件原材料、聚合催化剂、氟 化剂及光学材料原料等。

集成电路工艺迭代拉动六氟化钨市场扩容。据观研天下，集成电路领域3D NAND层数从32层发展至64层和128层，六氟 化钨用量快速增长，同时存储芯片厂商的产能也在快速拉升。据中船特气公司公告，2022年国内的六氟化钨需求量约为 1600吨，在使用量增加和下游产能扩张的双重因素驱动下，预计2025年国内六氟化钨的需求量将达到4500吨，2025年国 内供给端将达4030吨产能，或产生供需缺口约470吨。

掺杂用气：半导体及集成电路制造中的掺杂工艺原材料

常见掺杂气包含乙硼烷、磷烷、砷烷、三氯化硼等。 掺杂指的是将杂质掺入晶圆中的特定区域，从而改变半导体的导电性和导电类型，形成PN结、电阻、欧姆接触等。由于 硅片本身的载流子浓度很低，需要导电则需要有空穴或电子，因此引入III、V族元素，诱导出更多的空穴和电子，从而 形成P型半导体或者N型半导体。 扩散和离子注入是半导体掺杂的两种主要工艺。扩散是在合适的温度和浓度梯度下，用III、V族元素占据硅原子位置。 在一定温度下使得杂质元素具有一定能量，能够克服阻力进入硅片并在其中做缓慢的迁移运动。离子注入是在真空中将 掺杂用气电离并加速，通过较大动能直接注入到硅半导体中，也是目前应用最广泛的主流掺杂工艺。 由于掺入的杂质不同，杂质半导体可以分为N型和P型两大类。N型半导体中掺入杂质为磷或其他五价元素，P型半导体中 掺入杂质为硼或其他三价元素。在P型区，主要离子注入元素为硼、铟，气体主要为三氟化硼、乙硼烷、磷化铟等；在N 型区，主要离子注入元素为砷、磷等，气体主要为砷化氢、磷化氢等。

报告节选：

编辑：火腿肠