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      半導體系列之電子氣體投資機會

      2020-06-18
      半導體系列之電子氣體投資機會

      電子用特種氣體由于其獨特的產品特性、較大的市場空間以及較快的國產替代進度,很可能會成為電子材料國產化替代大潮下Z早實現全面國產化替代的細分領域
      為了讓大家系統的了解半導體行業的現狀和國內企業所處的階段,《每日財報》在過去的一段時間內持續推出了半導體系列的文章,比如說光刻膠、硅材料等,今天繼續為大家介紹一種半導體的組成材料——電子氣體,在構成半導體的所有材料中,電子氣體占到了13.3%的比重,僅次于硅材料,排名第二。
      工業上把常溫常壓下呈氣態的產品統稱為工業氣體產品,工業氣體是現代工業的基礎原材料,在國民經濟中有著重要的地位和作用。根據制備方式和應用領域的不同,可分為大宗氣體和特種氣體,大宗氣體主要包括氧、氮、氬等空分氣體及乙炔、二氧化碳等合成氣體,對氣體純度要求并不高,主要用于冶金、石化、煤化工、鋼鐵,而特種氣體品種較多,主要包括高純氣體、混合氣體等,主要用于電子、光伏、醫療等新興領域,制作半導體所用的電子氣體就屬于特種氣體。
      國產替代空間巨大
      電子用特種氣體(簡稱電子特氣)是特種氣體的一個重要分支,是集成電路(IC)、顯示面板(LCD、OLED)、光伏能源、光纖光纜等電子工業生產中不可或缺的關鍵性原材料,廣泛應用于薄膜、光刻、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝,其質量對電子元器件的性能有重要影響。
      我國高純電子氣體主要應用于集成電路、顯示面板、LED 以及太陽能領域,其中,集成電路和顯示面板對電子氣體的需求共占下游總需求的79%。
      資料來源:前瞻產業研究院
      《每日財報》注意到,在半導體領域,根據成分與用途的不同,可以將電子特氣大致分為七種:摻雜用氣體、外延晶體生長氣、離子注入氣、刻蝕用氣體、氣相沉積(CVD)氣體、平衡/反應氣體、摻雜配方氣體等,有些氣體只用在一個環節,有些氣體在多個環節都有應用。
      隨著我國經濟結構調整,新興產業,特別是計算機、消費電子、通信等產業規模持續增長,大大拉動了對上游集成電路需求。近幾年我國從國家信息安全戰略層面不斷加大對集成電路產業的政策支持力度,同時,伴隨國內集成電路技術的積累,國內近幾年集成電路產業規模持續增長,2014年至2019年期間復合增長率達到13.45%,2019年的產值已達到1494.8億。另一方面,隨著半導體制程節點的進一步縮小,每片晶圓的成本越來越高,特種氣體的消耗量也逐漸增多。邏輯芯片隨著制程節點的縮小,特種氣體消耗量增長率達20%,存儲芯片特種氣體消耗量增長率為1%。
      據中國產業信息網的數據,2018年全球集成電路用電子氣體的市場規模達到45.12億美元,同比增長 16%,中國集成電路用電子特氣的市場規模約4.89億美元。隨著中國大陸地區半導體、顯示面板等主要電子元器件的新增產能擴張,以及電子化工材料的進口替代需求,國內電子氣體行業將會迎來高速增長。

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      快速發展的半導體集成電路行業對上游的電子材料需求十分之大,隨著近年來國家不斷地出臺政策扶持,多家 12寸晶圓廠已經完工并投產,同時8寸、6 寸晶圓廠也仍然在興建中,其中國產廠商能夠為6 寸、8 寸廠提供電子氣體,但隨著制造工藝制程進步,對電子氣體質量的穩定性要求也越來越苛刻,從 28 納米走到7納米,產品的金屬雜質要求須下降100倍,污染粒子的體積也必須要縮小4倍,12 寸廠需要的電子氣體純度通常為6N級(99.9999%)以上,國內廠家的質量很難到要求。
      與其他眾多電子化工材料(ECM)類似,目前全球電子氣體市場主要被幾家海外龍頭企業壟斷,中國特種氣體于20世紀80年代隨著電子行業的發展而逐漸興起,雖然發展迅速,但如今國內廠商特氣產品與國外相比仍較單一,且級別不高。在我國集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領域,海外大型氣體公司占據了將近 80%的市場份額,主要包括美國空氣化工集團、液化空氣集團、太陽日酸株式會社、普萊克斯集團、林德集團等。
      資料來源:卓創資訊
      國內領軍企業——華特氣體和昊華科技
      作為關鍵性原材料,特種電子氣體的產品質量對下游產業影響很大,例如對晶圓加工生產商而言,若生產用的氣體產品發生質量問題,將導致整條生產線產品報廢,造成巨額損失。因此,精密化程度非常高的大規模集成電路廠商對氣體供應商的選擇都會非常審慎和嚴格。國內外企業市場份額占比懸殊的主要緣由之一便是難以在短期內彌補的技術差距。特種電子氣體生產是一個系統工程,涉及到氣體的深度提純技術、痕量雜質分析檢測技術、氣瓶的內表面處理技術、有毒尾氣的解毒處理技術等。
      但與國外公司相比,國內電子特氣公司在運輸成本、產品價格方面均具備競爭優勢。運輸成本方面,特種氣體作為危險化學品,其產品包裝和運輸均有嚴格的規定,部分產品的進出口受相關國家管制,而國內企業物流成本低,可以做到供貨及時;產品價格方面,國產高純氣體產品均價只有國際價格的60%左右。在《每日財報》看來,只要技術水平能夠突破,那么本土企業具備天然的競爭優勢,當下重點關注華特氣體和昊華科技兩家公司。
      華特氣體自2011年成功實現高純六氟乙烷的進口替代之后,每年都會有新產品研發成功,2014年有6款新產品研發成功,Z近幾年保持每年研發推出 2-3 種新氣體的節奏,從產品突破到實現量產一般需要1-2年的時間。公司現有特種氣體產品230余種,其中高純四氟化碳、高純六氟乙烷、光刻氣、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純氨、高純一氧化氮等近20種產品在國內集成電路、顯示面板等領域實現了進口替代,目前已經成為國內電子氣體的龍頭公司。
      根據公司的客戶名單,目前產品已廣泛應用于中芯國際、長江存儲、華虹宏力、臺積電、華潤微電子、京東方、柔宇科技、中電???、晶科能源、晶澳太陽能、武漢長飛、德州儀器(成都)等國內一線知名企業。華特氣體現在的在研氣體項目13種,其中8寸片氣體10 種、12寸片氣體3 種,主要涉及光刻、蝕刻、清洗、沉積等環節,基本均用于進口替代,目標非常明確。
      電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑,被大量應用于半導體、顯示面板加工過程中的干刻環節。昊華科技下屬的黎明院是國內Z早從事六氟化硫研發的企業,也是國內僅有的高純度六氟化硫研制企業,同時,公司下屬的黎明院與韓國大成合作,開展三氟化氮產品的研制工作。公司產品已成功實現進口替代,成為京東方等國內一線客戶的穩定合作伙伴。
      隨著半導體及平板產業的產能陸續向大陸轉移,我國目前已經成為全球的半導體和平板顯示市場,與之相配套的電子化學品將迎來高景氣周期,電子用特種氣體(簡稱電子特氣)由于其獨特的產品特性(適宜本地化生產)、較大的市場空間(是半導體制造中第二大材料)以及較快的國產替代進度,很可能會成為電子材料國產化替代大潮下Z早實現全面國產化替代的細分領域,相關公司值得關注。


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