1.1 定义和分类
电子特种气体(简称电子特气)是对纯度、品种、性质有特殊要求的工业气体,被称为集成电路、液晶面板、LED及光伏等材料的“粮食”和“血液”,广泛应用于离子注入、刻蚀、气相沉积、掺杂等工艺。
电子特气是电子气体的重要分支之一。《战略性新兴产业分类(2018)》将电子气体进一步分为了电子特种气体(ESG)和电子大宗气体(EBG)。从成本占比上看,两类气体在泛半导体领域中占气体成本比重各异,在集成电路中,均约为50%。
电子气体是电子工业生产的基础关键原材料。电子气体在晶圆制造过程中占材料成本的13%左右,是仅次于硅片的第二大材料,几乎渗透到集成电路生产的每个环节,对集成电路的性能、集成度和成品率都有重大影响。
电子特气要满足“超纯”和“超净”要求。在芯片加工过程中,微小的气体纯净度差异将导致整个产品性能的降低甚至 废,电子气体纯度往往要求5N以上级别,还要将金属元素净化到 10-9 级至 10-12 级。而电子气体的深度提纯难度大,气体纯度每提升一个N以及粒子、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和难度的显著提升。而集成电路领域技术快速更迭,制程技术从28nm、14nm、7nm到5nm,对特种气体的纯度要求持续提升。
精度是混合气的核心指标。混合气是指标准气或含有两种或两种以上有效组份的气体。据全球半导体 统计,目前常用的电子气体纯气有60多种,混合气有80多种。随着产品组分的增加、配制精度的上升,常要求气体供应商能够对多种ppm(10-6)乃至 ppb(10-9)级浓度的气体组分进行精细操作,其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。
集成电路是电子特气最重要的应用方向。电子特种气体的下游应用主要包括四大领域:集成电路、显示面板、太阳能和LED。全球半导体市场约占电子特气总需求的72%,国内集成电路市场约占电子特气总需求的44%,是占比最大的应用领域。
2.1 产业链分析
电子特种气体属于工业气体的一个细分领域,与工业气体产业链类似,电子特气产业链上游主要为原材料与设备,中游为加工处理环节,下游为销售环节,且集中于集成电路、液晶面板、LED照明和太阳能电池等高新电子工业。
目前,空分设备、基础化学原料供求普遍较为稳定,变动较小。随着国家对环境保护以及工业尾气排放目标的进一步明确,原材料中的工业尾气的供应也将更加充足。
电子特气是集成电路、显示面板、太阳能电池、LED制造过程中不可缺少的原材料,四大应用领域规模的扩张将带动电子特气行业的增长。在半导体方面,下游5G基础设施的不断完善、推动物联 、车联 、消费电子等应用需求增长将推动半导体行业的进一步发展,而我国庞大市场需求牵引正成为半导体转移的主要阵地,产能持续扩张,市场规模增速远高于全球。
2.2.1 市场规模:全球半导体
2.2.2 市场规模:中国集成电路用
2.3.1 供给分析:国产化率
2.3.2 供给分析:利润分析
2.3.3 供给分析:供气模式
2.4.1 细分市场分析——含氟特种气体
2.4.2 细分市场分析——稀有气体
2.4.3 细分市场分析——硅烷
2.4.4 细分市场分析——乙硅烷
2.4.5 细分市场分析——砷烷、磷烷
2.4.6 细分市场分析——其他
3 电子特气行业壁垒
4.1 电子特气竞争格局
海外巨头把持全球市场,电子特气市场集中度极高。全球特种气体市场呈现集中度高、寡头垄断的竞争格局,全球CR4为91%,同时海外四巨头垄断了国内 88%的市场份额,国内厂商仅占据12%的市场份额。
中国电子特气产能相对分散,细分领域龙头数多。中国第一梯队的企业包括金宏气体、华特股份、雅克科技、硅烷科技、昊华科技、南大光电等,企业特气业务收入已具备规模性,在细分领域产品优势明显,例如金宏气体生产的超纯氨纯度高达7N、华特气体的光刻气通过ASML、 Gigaphoton双认证,硅烷科技生产的硅烷纯度高达7N,均为细分产品领域的龙头企业。
4.3.1 重点企业分析——空气化工
4.3.2 重点企业分析——林德集团
4.3.3 重点企业分析——液化空气
4.3.4 重点企业分析——日本酸素
4.3.5 重点企业分析——华特气体
4.3.6 重点企业分析——金宏气体
4.3.7 重点企业分析——昊华科技
4.3.8 重点企业分析——南大光电
4.3.9 重点企业分析——雅克科技
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