天然气期货技术（电子特气行业研究与投资策略）

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1、电子工业的“血液”——电子特气

工业中，常温常压下呈气态的产品被人们统称为工业气体产品。根据制备方式和应用领域的不同，工业气体可分为大宗气体和特种气体。大宗气体主要包括氧、氮、氩等空分气体，及乙炔、二氧化碳等合成气体，特种气体主要包括电子气体、高纯气体和标准气体。大宗气体产销量大，但是对纯度要求不高。特种气体产销量虽小，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度或组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等，都有极其严格的要求，属于高技术、高附加值产品。

在半导体的生产中，大宗气体和电子特气都有应用。大宗气体主要包括空分气体中的氧气、氮气，品种少、用量大，对纯度要求不高（99.99%左右甚至是普通纯度），可用于助燃、防氧化等，供应方式以现场制气、集中供应为主。电子特气主要包括氢化物、氟化物、氟代烷烃、金属有机化合物等等，是超大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等电子工业生产不可缺少的基础性支撑原材料，被广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺，供应方式以零售分散供应为主。

随着半导体和微电子工业的迅猛发展，业界对电子特气的品种、数量、质量及纯度都提出了更高的要求。一般而言，对电子特气的纯度要求达到了 4.5N、5N 甚至 6N、8N（N 指纯度百分比中 9 的个数，小数点后的 5 表示最后一位不满 9的小数，4.5N 表示 99.995%，8N 表示 99.999999%），同时还要求将金属元素净化到 10-9 级至 10-12 级。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。一旦电子特气的纯度或是净度不达标，轻则使得产品质量不过关，重则扩散污染整条产品线，甚至报废，造成巨额损失。电子特气在半导体工业中起到举足轻重的作用，被称为电子工业的“血液”。

1.1. 品种庞杂、功能多样，不可或缺的关键材料

电子特气下游的主要应用包括半导体、显示面板、光伏和 LED。全球范围内来看，半导体行业对电子特气的需求占到总量的 71%，显示面板需求占到 18%。与其余地区相比，我国的晶圆代工产业的发展稍显滞后，而以京东方为代表的显示面板企业则已经初具规模。因此，与全球范围相比，我国电子特气的下游应用比例有所差别，其中半导体行业对电子特气需求占到国内总需求的 42%，显示面板需求占到 37%。

在半导体工业中，常用的特种气体有 100 多种，其中在集成电路制造中的硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等核心工艺环节中，需要的特种气体种类超过 50 种。目前电子特气并没有形成国际通行的分类体系，通常根据气体的用途对其进行区分，比如外延晶体生长气、热氧化气、外延气、掺杂气、扩散气、化学气相沉积气、喷射气、离子注人气、等离子蚀刻气、载气/吹洗气、光刻气、退火气、焊接气、烧结气和平衡气（有的气体有多种用途）等。

尽管半导体生产中要用的特种气体品种繁多，但单种气体的用量并不是太大。根据统计，一个月产量 5 万片的 8 英寸晶圆厂一年要用的电子特气数量有 56 种，金额约为 5000 万元。具体到个别品种，以下表中用量最大的三氟化氮气体为例，一年用量为 628 瓶，常用的规格一瓶为 50Kg，一年大约消耗 31.4 吨，按某上市公司出厂价 15 万元/吨左右计，折合金额 471 万元。

也正是由于电子特气多品种、小批量、高频次的特点，使得下游半导体产业的客户希望气体供应商能够覆盖更多类别的产品，并且提供包装容器处理、检测、维修及供气系统的设计、安装等专业化的配套服务，从而满足其一站式的用气需求，这对气体公司的综合服务能力提出了较高的要求。因此，为了满足客户的需求，气体公司不仅需要内生性地提升产能和产品质量，还需要通过不断地研发新品种的特气，或者通过外延并购其余气体公司拓展产品线。

1.2. 气体工业百年，垄断格局已成

工业气体行业起源于1886 年的英国，Brins 兄弟建立了BOC（英国氧气公司），起初气体行业的主要产品包括氧气、氢气、一氧化碳、氮气等等重要的大宗工业原料，对纯度要求并不高。

20 世纪 60 年代，随着电子工业等高新技术的发展，出现了电子气体及其它特殊用途的高纯气和混合气，统称为特种气体。由于特种气体是当时的新兴行业， 涉及的气体品种繁多，应用范围又很广，各国对特种气体没有形成统一的定义和分类。

到 20 世纪 80 年代，经过十多年的发展，全球各主要气体公司都相继成立了特种气体部，或设立专门生产和供应各种高纯气体及混合气体的类似机构，高纯气体的种类扩展到 130 多种，半导体产业中，高纯氨、氯化氢、二氧化碳、硅烷、乙硼烷、硒烷、磷烷、砷烷等气体得到广泛的应用。到 80 年代末，高纯气体的种类膨胀到 260 多种。这一时代业界对气体的纯度要求达到 4.5-5N。彼时，我国的电子气体工业发展还不完善，研究多是对国外技术的跟踪与翻译，特种气体品种和纯度上大约落后于国外先进技术 10 年左右。国家通过“六五”、“七五”计划针对高纯烷类气体、蚀刻气、三氟化氮等特种气体展开技术攻关，实现部分品种的初步自主供应。

20 世纪 90 年代，业界对气体的纯度要求进一步提高到 6N 甚至 8N，国外的大型气体公司逐步建立了具有自己特色的、分工明确和门类齐全的气体控制体系。尽管我国的气体工业也有了长足的发展，但在气体纯度、混配、贮运、分析、净化和应用上，与国外仍然有着 10 年左右的技术代差。据统计，截止到 1997 年，已经有 7 家国外大型气体公司在我国近三十个城市建厂。国内以光明院（上市公司昊华科技的前身）、南京大学（孵化上市公司南大光电）为代表的研究机构实现了一些电子气体品种的突破。

21 世纪，跨国气体公司通过大量整合兼并，最终组成了以美国空气集团、法国液化空气、德国林德、日本大阳日酸为首的几家巨头气体公司，垄断格局形成。我国通过“十五”、“863”等多个渠道对气体行业提供资金支持，也因为上游半导体产业的高速发展，国产电子气体的研究及产业化生产开始加速，我国成功结束了国产电子气体无法大规模批量稳定使用的历史，以高纯氨、氯化氢、四氟化碳等为代表的国产电子气体，在 8 英寸晶圆、太阳能电池、LED 领域有不俗的表现。我国基本建成品种齐全、质量接近的电子气体工业体系，但多用于微电子行业的低端市场或直接销售给外商。

近 10 年，国内电子气体不断实现高端品种的技术突破，与国外的技术代差逐渐缩小，外资气体公司在华的垄断格局松动，国产气越来越多地进入下游大客户的供应链。2018 年以来，持续升温的中美贸易战以及美国对我国半导体产业的“卡脖子”手段，激发了国内政府和产业的高度关注，国内电子特气行业获得了前所未有的发展机遇，研发、产业化生产和融资都将进一步提速。

1.3. 市场广阔，电子特气前途光明

过去二十年间，全球半导体市场和半导体材料市场均稳步发展。根据WSTS（世界半导体贸易统计协会）的数据，2018 年全球半导体产业销售额创下 4688亿美元的新高，2019 年由于中美贸易摩擦，相比 2018 年下降了 12.1%，为 4123 亿美元，自 1999 年以来年化复合增速为 5.16%。WSTS 预计，尽管存在新冠疫情的影响，2020 年半导体产业销售额仍将同比上升 3.3%至 4260 亿美元，2021 年继续上升 6.2%至 4523 亿美元。

另一方面，SEMI（国际半导体设备与材料协会）统计的全球半导体材料销售额同样在 2018 年创下新高，为 519 亿美元（2020 年上修为 527 亿美元），2019年下滑 2.9%至 512 亿美元，自 2001 年以来年化复合增速为 5.33%。

根据SEMI 公布的数据，2018 年，全球半导体材料527 亿美元的销售金额中，晶圆制造材料为 330 亿美元（2020 年由原始的 322 亿美元上修），其中电子特气约为 42.7 亿美元，占晶圆制造材料的 12.9%，与上一年度大致持平，是仅次于硅片的第二大材料。2010-2018 年，电子特气市场的年化复合增速约为 5.00%，与半导体和半导体材料行业大体一致。

大体上来看，全球电子特气市场大约占到半导体材料市场的 10%，而半导体材料市场大约占到整个半导体市场的 10%。展望未来，我们认为半导体产业将继续平稳发展。ICinsights 预计，2020 年全球将新增晶圆年产能 1790 万片（等效 8英寸），2021 年新增年产能 2080 万片，增幅将创历史新高。2019-2024 年 IC 行业产能的复合年化增速将略高于 5.9%，超过 2014-2019 年间的复合年化增速5.1%。扩产的主力不仅包括传统的外国半导体企业，如三星、SK 海力士，新产能的很大一部分还将由中国公司贡献，比如长江存储/武汉新芯、中芯国际、华虹半导体等。

随着集成电路规模的进一步扩大，行业对半导体制造工艺势必将提出更高的要求。因此，我们认为电子特气作为半导体工业中必不可少的“血液”，将同步迎 来稳定的需求增长。我们预测未来五年内全球电子特气市场的年化复合增速为 6%， 到 2024 年超过 60 亿美元。

1.4. 腾飞前夜，国产特气蓄势待发

相比于全球，中国的半导体和电子特气产业表现出更高的增长速度，也孕育着更大的机遇。根据中国半导体行业协会的数据，2019 年我国集成电路产业销售额为 7562 亿元，约合 1080 亿美元，除 2008、2009 年由于全球金融危机同比下滑以外，全部维持正增长，自 2002 年以来的年化复合增速高达 21.70%，是全球半导体行业增速的 4 倍。因此，近年来我国在全球半导体市场中的占比也在逐年提升，2019 年超过 35%（这一数据来源于 WSTS），成为规模最大的单一市场。

据 SEMI 统计，2018 年中国大陆的半导体材料销售额达到 84.4 亿美元，自2006 年以来的年化复合增速为 11.11%，超过全球半导体材料行业增速的 2 倍。2006-2018 年间，中国大陆的半导体材料市场的规模已经从占全球的 6.40%提升到了 16.25%，是仅次于中国台湾、韩国的第三大市场。

受益于我国半导体产业的高速发展，我国电子特气行业的市场规模也在迅速扩大，截至 2018 年已经达到 121.56 亿元，自 2010 年以来的年化复合增速高达15.3%，是全球行业增速的三倍。

近两年由于贸易保护主义的升温，美国对我国的半导体产业实施了诸多“卡脖子”手段，促使我国半导体产业国产替代加速。据 SEMI 统计，全球在 2017-2020 年间投产的 78 座晶圆厂中，有 30 座位于中国，占到总数的 38.5%。SEMI 预计到 2020 年，中国大陆晶圆厂装机产能将达到 400 万片/月（等效 8 英寸），和 2015年的 230 万片相比，年化复合增速为 12%，成长速度远超世界其他所有地区。

据芯思想研究院统计，截至 2019 年底，大陆地区 12 英寸晶圆制造厂装机产能约 90 万片/月，较 2018 年增长 50%；8 英寸晶圆制造厂装机产能约 100 万片/月，较 2018 年增长 10%；6 英寸晶圆制造厂装机产能约 230 万片/月，较 2018 年增长 15%；5 英寸晶圆制造厂装机产能约 80 万片/月，较 2018 年下降 11%；4 英寸晶圆制造厂装机产能约 260 万片/月，较 2018 年增长 30%；3 英寸晶圆制造厂装机产能约 40 万片/月，较 2018 年下降 20%。2019 年大陆地区 63 个晶圆制造厂项目中，刨除掉停摆的 6 个项目，剩余 57 个项目累计投资超过 1.5 万亿人民币，同比增加超过 7%。

据我们统计，2019 年底大陆地区主要晶圆厂商进入实质性量产的 12 英寸和8 英寸晶圆生产线产能共计 201.8 万片/月（等效 8 英寸）。近两年，国内对半导体行业的关注度大幅提升，各地纷纷上马了大量的百亿、千亿级晶圆厂项目。这些产线如果能够按计划达产，将使得大陆地区晶圆产能超过 950 万片/月，相比 2019年底有接近5 倍的提升。对于一般的晶圆厂来说，从开工到投产短则需要18 个月，长则需要 36 个月甚至更久。尽管部分产线由于各种原因，在规划、建设等各个环节暂停、无限期推迟，甚至搁浅，但我们认为国内企业对于半导体行业的投资力度只会越来越大，下一个十年将是半导体大发展的黄金十年。

1.5. 国家意志加持，电子特气国产化提速

近几年，对于电子特气行业的国产化，我国政府也表现出了前所未有的重视程度，扶持电子特气产业的相关政策越来越密集、越来越细化。2017 年 1 月，工信部等四部委首次提出“加快高纯特种电子气体研发及产业化，解决极大规模集成电路材料制约”；2019 年 12 月，工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019 版）》中指出，将用于集成电路和新型显示的电子气体的特种气体： 高纯氯气、三氯氢硅、锗烷、氯化氢、氧化亚氮、羰基硫、乙硼烷、砷烷、磷烷、甲硅烷、二氯二氢硅、高纯三氯化硼、六氯乙硅烷、四氯化硅等列为重点新材料。

另外，国家大基金（二期）于 2019 年 7 月募集完成，将加大对国产设备和材料领域的投入。2019 年 9 月，国家大基金二期在半导体集成电路零部件峰会上透露了未来大基金的投资布局及规划的三大方向，其中包括“充分发挥基金在全产业链布局的优势，持续推进装备与集成电路制造、封测企业的协同，加强基金所投企业间的上下游结合，加速装备从验证到‘批量采购’的过程，为本土装备材料企业争取更多的市场机会。督促制造企业提高国产装备验证及采购比例，为更多国产设备材料提供工艺验证条件，扩大采购规模。”

基于以上的事实和数据，我们认为政府和企业对国内晶圆厂、电子特气产业的大手笔规划、建设和投产将驱动电子特气行业维持高度景气。根据前瞻产业研究院的预测，未来五年内我国电子特气行业的市场规模仍将以超过年化 11%的速度继续增长，到 2024 年达到 230 亿元，相比 2018 年接近翻倍。但是，对于电子特气行业的中国企业来说，这是一条宽阔却并不平坦的道路。

2. 打破巨头垄断，特气行业迎来中国“芯”势力

2.1. 四大巨头垄断下的特气市场

自 21 世纪以来，跨国气体公司加速对行业进行整合。2004 年，法液空花费大约 27 亿欧元收购了欧洲第四大气体供应商梅塞尔的大部分资产；2006 年，德国林德以 140 亿美元的价格收购了老牌气体公司，欧洲第五大气体供应商英国氧气公司；2016 年，法液空斥资 134 亿美元收购美国气体公司 Airgas；2018 年底， 两家世界前五的气体公司德国林德和美国普莱克斯完成了价值 900 亿美元的对等合并，世界气体行业四大巨头最终成型。截止到 2018 年，美国空气化工、法液空、新林德、日本大阳日酸四家公司总计占据了世界电子特气市场份额的 94%。

由于我国电子特气行业起步较晚，过去国内的气体公司与国外巨头相比一直存在 10 年左右的技术代差，中国的电子特气市场同样被几家大型跨国气体公司所垄断。根据卓创资讯统计，截止到 2018 年，美国空气化工、新林德、法液空、日本大阳日酸总计占据我国电子特气市场份额的 88%；国内的气体公司，比如华特气体、金宏气体等占比都没有超过 3%。对此，早在 2011 年就有学者评论，电子特气作为半导体产业的上游关键原材料，供应却受制于人，“一条产业链，半截在国外”。

要做大做强我国的半导体产业，打破国外气体公司在华的垄断局面势在必行。一方面，电子特气属于危险化学品，进口手续繁琐、周期长。某些电子气体性质不稳定自发分解，或是具有强烈的腐蚀性，这些都将使得电子特气无法长时间放置，否则杂质含量会提高。而且，由于气体产品的特殊物理性质，电子特气的储存、运输都需要比较苛刻的环境。以上各种原因使得，进口特气价格昂贵，达到国产特气的 2-3 倍。

另一方面，作为关键原材料的电子特气掌控于外国公司之手，受国际关系影响的波动大，难以满足我国半导体产业稳定发展的要求。电子特气国产替代的重要性不言而喻，尤其是近两年，中美贸易争端让国内电子特气行业受到了前所未有的关注。

2.2. 占据地利，国内公司卡住“身位”

国内特气公司与跨国大型气体公司身处同一赛场竞争，具备一定的身位优势。

一是供应及时。特种气体作为危险化学品，产品包装、运输有严格的规定， 部分产品的进出口受相关国家管制，进口周期长、容器周转困难，给客户使用和售后服务带来很多不便，比如从美国进口特种气体，海运及通关手续需要近 2 个月的时间，包装容器的周转效率极低，运输成本非常高甚至高于气体本身价格。国内特种气体企业物流成本低，供货及时。

二是供应稳定。当前动荡的国际局势下，国外气体公司的断供犹如达摩克利斯之剑，高悬半导体企业头顶。从长远考虑，为了满足半导体生产的连续稳定，应当避免包括电子特气在内的关键原材料供应大部分掌控在外资手中，一定要培养、扶植我们自己的特气供应商。

三是价格优惠。比如国内高纯气体产品平均价格只有国际市场价格的 60%， 采用国产高纯气体产品可大幅度降低下游行业的制造成本。

四是质量接近。尽管国内特气工业的开发、研究起步较晚，但是经过数十年的大力投入，国内外的技术代差在不断缩小，部分产品的容器处理技术、气体提纯技术、气体充装技术和检测技术已经达到或者超过国际通行标准。

2.3. 壁垒高企，电子特气国产化道阻且长

国产特气公司要实现对国外公司的追赶甚至超越，仍然要面对客观存在的高昂壁垒，主要包括技术壁垒、客户认证壁垒、服务壁垒、资金壁垒、资质壁垒等。而当公司集中力量突破这些壁垒后，它们又将反过来变成公司的护城河。

2.3.1. 技术壁垒

特种气体在其生产过程中涉及合成、纯化、混合气配制、分析检测、充装、气瓶处理等多项工艺技术，以及客户对纯度、精度等的高要求，对行业的拟进入者形成了较高的技术壁垒。

第一，气体纯化技术。气体纯度是特种气体产品的核心参数，要求超纯、超净，超纯要求气体纯度达到 4.5N、5N 甚至 6N、7N，超净即要求严格控制粒子与金属杂质的含量，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。

第二，气体混配技术。混合气而言，配比的精度是核心参数，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。

第三，气体分析检测技术。高纯、超纯气体的生产制备首先要对上游原料工业气进行全分析，其次根据杂质成分的复杂程度来设计生产工艺和设备，最后分析设备需采用在线自动监控，分析精度要求很高。

第四，气体充装技术。在充装方面，气体充装工艺过程包括分析、置换、清洁、清洗等。首先要对储存设备中的余气进行纯度检测分析，检验其是否达到标准要求，若未达须先置换合格后再进行充装，以防产品交叉污染。在充装完毕并分析合格后，须进行防尘和施封后方可交付客户使用。

第五，气瓶处理技术。气瓶处理是保证气体存储、运输、使用过程中不会被二次污染的关键，对气瓶内部、内壁表面等的处理涉及去离子水清洗、研磨、钝化等多项工艺，而磨料配方筛选、研磨时间设定、钝化反应控制等均依赖于长期的行业探索和研发。

第六，气体配送技术。在配送方面，工业气体属于危险化学品，必须借助专业存储运输设备，并严格按照安全生产、安全运输等规程操作。

国内一些特气公司目前已经实现了主力气体品种从纯化到配送完整技术链条的突破，技术水平和产品指标已经达到或者超越国际领先水平，但目前仍然亟需进一步丰富产品种类。

2.3.2. 客户认证壁垒

作为关键性材料，特种气体的产品质量对下游产业的正常生产影响巨大，对晶圆加工生产商而言，若生产用的气体产品发生质量问题，将导致整条生产线产品报废，造成巨额损失。因此，对极大规模集成电路、新型显示面板等精密化程度非常高的下游产业客户而言，对气体供应商的选择极为审慎、严格。

一方面，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；另一方面，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，且双方会建立反馈机制以满足客户的个性化需求，客户粘性不断强化。因此，对新进入者而言， 长认证周期与强客户粘性形成了较高的客户壁垒。

对于某些气体品种，国内研发生产较早，已经实现了国产替代，但距离全面替代进口品种还有很长的距离。我们认为随着国内气体公司的技术进步，以及近年来国际贸易波动的加剧，只要产品质量达标，下游客户选择国内公司作为“备胎”甚至直接纳入供应链都是可能而且必要的。

2.3.3. 服务壁垒

客户对特种气体产品的种类需求丰富，由于成本控制、仓储管理等方面因素影响，客户更希望气体供应商能够销售多类别产品，并且提供包装容器处理、检测、维修及供气系统的设计、安装等专业化的配套服务，从而满足其一站式的用气需求，这对气体公司的综合服务能力要求较高。此外，由于特种气体客户用气具有多品种、小批量、高频次的特点，对气体供应商的配送能力提出了较高的要求，需要在保证服务高效、及时的同时能够合理控制成本水平。

国外气体公司当前服务下游客户多采用 TGCM（Total Gas and Chemical Management，全面气体及化学品运维管理服务）模式，为半导体制造商提供一整套气体及化学品综合服务，包括产品管理、设备管理、工程和技术支持服务、分析服务、信息管理服务以及废物管理等。半导体制造领域的TGCM 分包，目前绝大部分由世界排名前几位的大型气体公司承接，如液化空气、林德集团、空气化工、大阳日酸等。这些公司伴随半导体行业的发展而发展，在整个历程中提供了绝大多数的气体和化学品产品，拥有强大的技术实力和服务能力，下游客户对其信任度较好。

因此，要提供一站式的气体应用解决方案，以及高效、合理的物流配送服务， 都对企业的行业积淀和行业理解提出了极高的要求，对新进入者形成了较高壁垒。到目前为止，国内气体公司通常只能供应一种或几种气体，在气体品种的横向拓宽上与国际公司相比仍有较大的差距，同时，国内公司在综合服务能力方面仍处于起步探索阶段。

2.3.4. 资金壁垒

气体行业的生产设施要求较大规模的固定资产投入，同时为了保证产品质量的稳定性，需要采用大量精密监测和控制设备。行业内企业在扩大业务规模的程中，往往通过兼并收购的方式横向布局，需要较强的资本实力。气体供应商需要有专业的运输设备和特种运输车辆，还需要对运输的全过程等进行跟踪监测和严格控制，由此带来的运输及监控设备投入也比较大。上述因素导致特种气体行业具有重资产的特点，具有较高的资金壁垒。

2.3.5. 资质壁垒

特种气体属于危险化学品，在其生产、储存、运输、销售等环节均需通过严格的资质认证，取得《安全生产许可证》《危险化学品经营许可证》《道路运输经营许可证》《移动式压力容器充装许可证》等多项资质。资质审核过程严格，不仅需对企业的生产环境、工艺、设备等进行多次现场评估，还要求生产人员、管理人员均需通过相应测试并取得个人资质，资质获取作为特种气体行业生产经营的前置程序，严格的资质审核对行业新进入者形成了较高的资质壁垒。

除此以外，部分特定用途的特种气体还需要另外经过专项严格审核才可取得相应用途的产品经营资质，例如食品级氧化亚氮的生产需取得《食品生产许可证》， 标准气业务需取得《制造计量器具许可证》等，更对行业拟进入者增加了更高的壁垒。

2.4. 中国气体势力崛起，垄断格局开始松动

国内某些气体实现技术突破较早，已经打入了下游客户的供应链。比如：华特气体的高纯氟代烷烃已经进入了英特尔、美光科技、德州仪器、海力士等国际客户和中芯国际、华虹宏力、长江存储、武汉新芯、华润微电子、台积电（中国）、和舰科技、士兰微电子、柔宇科技、京东方等客户的供应链，其光刻气产品于 2017年通过全球最大的光刻机供应商 ASML 公司的产品认证，是我国唯一，世界仅有的四家气体公司之一；金宏气体是国内率先打破高纯氨技术垄断的公司，已经得到了联芯、华润微、京东方、三星电子等的认证，在国内的市场占有率超过 50%；昊华科技的六氟化硫和三氟化氮、南大光电的磷烷和砷烷、北方特气的乙硼烷、硅烷科技的硅烷、派瑞特气的三氟化氮和六氟化钨等等，都通过自主研发打破了国外的技术垄断，并已经在一定程度上得到了客户的认可。外国气体公司在华的垄断局面已经松动，电子特气市场将迎来越来越多的中国“芯”势力。

2.5. 他山之石可以攻玉，剖析气体巨头成长之路

到目前为止，在营收规模、产品种类、服务水平等方面，国内的特气公司与国际巨头相比还有很大的差距，但这也意味着中国的电子特气行业潜力巨大。

国产特气公司要迎头赶上现在的巨头玩家，发达国家特气工业的发展历程中有一些值得借鉴的经验。比如：

1. 紧抓时代机遇与客户需求，积极扩张产能；持续投入研发，发明新品类气体，改进现有气体工艺。

国际各大气体公司在经营和开发上，普遍采取科研和生产相结合、远期发展和近期目标相结合、高技术开发和常规技术革新相结合的方针。

二十世纪六十年代特种气体行业刚刚兴起时，主要产品是高纯氮气和氢气。

到二十世纪八十年代初期，超大规模集成电路的蚀刻工艺从湿式转向干式，四氟化碳的需求量连年翻倍增长， 美国空气化工、日本昭和电工、关东电化在1981-1983 年间迅速建立起四氟化碳工厂，并且不断更新生产工艺，以满足日益增加的需求；随着气体公司的不断探索，业界又发现三氟化氮在多晶硅上的蚀刻性能比四氟化碳更优秀，美国空气化工自九十年代起数次扩建了其本部工厂的三氟化氮产能，该工厂的三氟化氮产能从 1995 年的 90 吨/年扩大到了 2002 年的1460 吨/年。

为适应国际半导体产业的迅猛发展，各大气体公司在不到 20 年的时间内就先后推出了三代电子特气产品。到今天，氟代烷烃和三氟化氮已经是半导体生产中最广泛应用的蚀刻气体，工艺也已经非常成熟，各大气体公司当下的研发重点转向了寻找更具环境友好性能的特种气体。

中国的气体工业起步晚，相比发达国家基础较为薄弱，通过多年的努力，当前已经在重点气体品种上打开了突破口。为了缩小与跨国气体巨头的差距，国产特气公司未来势必要在气体产能建设上进行更大力度的投入，同时必须对下游产业最前沿的需求保持高度关注，及时调整新气体品种的研发和扩产方向。

2. 提升工厂数字化程度，关闭落后工厂，降本增效。

二十世纪八十年代以来，各公司对新建企业，不惜重金大量采用先进技术， 运用计算机管理，实施自动化控制，压缩人员编制，最大限度地提高生产效率。法液空设在夏龙的电子特气工厂，生产 35 种混合特气和 1 种高纯气，全厂仅有 7人；日本氧气公司设在东京北部的三重大山田特气厂，建厂投资高达 20 亿日元，是当时世界上最现代化的特气厂之一，全厂雇员仅 17 人。数字化、现代化、互联网化代表着目前气体工厂的升级发展方向。

3. 贴近客户设厂，提升综合服务能力，深度绑定客户。

由于气体产品的物理性质特殊，导致其长距离转移运输风险较高，代价高昂。为了提升对客户快速响应的能力，降低运输成本，气体公司通常会选择贴近下游客户建立工厂，或者直接在客户工厂中就地建设气体装置，并派遣工程师现场进行运维服务。

二十世纪八十年代，打开国门的中国吸引了许多跨国气体公司来华开拓市场。1980 年-1992 年间，德国林德、美国空气化工、英国氧气公司、法液空、普莱克斯等公司都在中国成立了合资公司或建设了气体工厂，以迎合中国高速增长的工业气体需求。

到今天，跨国气体公司多采用全面气体及化学品运维管理服务模式，为半导体等产业的制造商提供一整套气体及化学品综合服务，不仅仅单独作为气体产品的生产商与供应商，更是提供气体一揽子解决方案的服务商。

国产特气公司在打磨产品硬实力的同时，也要同步提升综合服务软实力，比如产品管理、设备管理、工程和技术支持服务、分析服务、信息管理服务以及废物管理等方面。随着技术差距不断缩窄、产品趋同，服务水平的高低将成为影响特气公司与客户绑定程度的松紧的决定性因素，而这就需要公司对系统、人才等方面的建设进行持续的投资。

4. 通过不断的整合兼并，横向延展公司业务，加快客户获取速度。

跨国气体公司的发展之路伴随着大量的收购兼并。1987 年，前八大气体公司总计占有全球气体市场总销售额的 78%左右；到 2002 年，前六大气体公司已经占据了全球气体市场份额的 86%；2019 年，在林德和普莱克斯完成对等合并后， 世界上最主要的气体公司已经只剩下四家，占据了 94%的市场份额。大多数的中小型气体公司几乎都被头部企业收购，甚至头部企业之间也在置换不同地区的业务或是合并，以增强自己的竞争力。

目前国内从事工业气体充装、面向零售市场的气体企业多达数千家，普遍规模较小，即使是龙头企业也不具备明显的规模优势，竞争相对激烈，存在较大的市场整合空间。我们注意到，国内的龙头气体公司已经将对小型气体公司的收购提上日程，金宏气体计划从上市募集资金中划出一亿元，用于收购气体领域相关标的，目前公司已与长三角地区多家标的公司进行收购洽谈。

现在，中国电子特气行业正处于腾飞的前夜，国产特气公司正迎来绝佳的发展机遇。我们认为驱动电子特气行业高速发展的因素包括如下三点：

1. 在当前的国际环境下，贸易保护主义抬头，中美关系波动加剧，改变中国半导体产业受制于人的局面刻不容缓。未来五到十年内，我国对半导体产业的投资将进一步放大，下游晶圆厂的建成投产将为中国电子特气市场带来更广阔的增长空间；

2. 优秀的国产特气公司已经实现了技术突破，稳定供应给下游客户。国产特气公司仍将大力投入产品研发和产能建设，国内外气体公司的技术代差和服务水平差距将不断缩小。在国产替代的大背景下，国产特气公司将受到国内半导体厂商的扶持，有望实现市场份额的提升；

3. 近两年，华特气体、金宏气体接连在科创板上市，电子特气行业受到了资本市场前所未有的关注。我们认为，以中船重工 718 所旗下的派瑞特气等为代表的拟上市气体公司的证券化进程也将提速。资本的支持将极大地拓宽国产特气公司可以接触到的资源，社会资本的助力将很大程度解决国产特气研发、扩产、并购进程中对资金的饥渴，国产特气公司迎来了全新的发展机遇。

综上所述，国产特气公司的前景一片光明。行业空间的总体增长以及国产份额提升的双击效应，将孵化出一批具有国际竞争力的国产特气公司，势必登上更大的舞台，与世界领先的气体公司一较高下。

3. 国内特气龙头公司分析（详见报告原文）

3.1. 华特气体：氟代烷烃龙头，光刻气通过 ASML 认证，率先科创板上市

3.2. 金宏气体：超纯氨龙头，新三板转科创板

3.3. 南大光电：南京大学孵化，磷烷、砷烷龙头

3.4. 昊华科技：前身化工部旗下研究院，六氟化硫龙头

……

（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：德邦研究所）

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