特種（zhǒng）氣體行業專題報告：電子工業“血液”，國（guó）產化勢（shì）在必行

特種氣體概況

工業氣體：工業“血液”

工（gōng）業中，把常溫常壓下呈氣態的產品統稱為工業氣（qì）體。工業氣體是現代工業（yè）的基礎原材料，在國民經濟中有著重要的地位和作用，工業氣（qì）體行（háng）業原材料是空氣、工業廢氣、基礎（chǔ）化學原料等，其上遊行業（yè）是氣體分離及（jí）純化設備製造業、基（jī）礎化學原料行業、壓力容器設備製造業等。下遊領域包括集成電路、液晶麵板、LED、光纖通信、光伏、醫療健康、節能環保、新（xīn）材料、新能源、高端裝備製造等新興行（háng）業以及冶金、化工、機械製造等傳統行業，對國（guó）民經濟的發展有著戰略性的支持（chí）作用，因此被（bèi）喻為“工業的血液”。

根（gēn）據製備方式和應用領域的不同，工業氣體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（fèn）氣體及（jí）乙炔、二氧化碳（tàn）等合成氣體，特（tè）種氣體品種較多，主要包括電子特種氣體、高純（chún）氣體和標準氣體等。

特種氣體：現代工業“糧食”

特種氣（qì）體是工業氣體中的一個新興門類（lèi），是隨著近年來國防工業、科（kē）學研究（jiū）、自動化技術（shù）、精密檢（jiǎn）測，特別是微電（diàn）子技術的發展而發展起來的。20 世紀 80 年代，電子產業的興起推動特種氣體的需求提高，外資開始通過收購、新（xīn）設等方式建立氣體（tǐ）公司進入中國（guó）氣體（tǐ）市場，向（xiàng）國內氣（qì）體用戶提供（gòng）氣體產品，隨著氣體供應商供氣模式的引入，國（guó）內企業原有的氣體車間、氣體廠和供氣站等紛（fēn）紛發展為獨立的氣體公司，國內特種氣體市場逐步發展起來（lái）。

從（cóng）應用領域劃分，特種氣體主要（yào）有電子氣體、高純氣（qì）體和標準氣體三種（zhǒng），廣泛應用於電子半（bàn）導體、化工、醫療、環保和高（gāo）端（duān）裝備製造（zào）等領（lǐng）域。其中，電子氣體是指用於（yú）半導體及其它電子產品（pǐn）生產的氣（qì）體，目前，我國電子氣體品種基本齊全，但數量和質量與發達國家相比，尚有較大差距；高純氣體通常指利用現代提純技術能達到的某個等級純度的（de）氣體，對於不同類別的氣體，純度指標不同，大多（duō）用於超（chāo）大規模集成電路及分離器（qì）件、光電子等高科技（jì）領域；標準氣（qì）體嚴格意義上應稱為標準校正氣體，是一種高度均（jun1）勻，穩定性良好（hǎo）和量值準確的氣體，可分為單元標準氣體和多（duō）元標（biāo）準氣體，目前標準氣基本滿（mǎn）足了我國石油、化工、環保、傳感器（qì）校核等諸（zhū）多領域的需求，但對（duì）活性較（jiào）強的標準氣，國內尚無法徹底解決量產問題。

電子氣體：電子工業“血液”

廣義的“電子氣體”指可用於電子工業生產中使用的氣體，是最重要原材料之一，狹義的“電（diàn）子氣體”特指可用於電子半導體領域生產的特種氣體。電子氣體可以分為電子特種氣體和電子大宗氣體。電（diàn）子氣體在電子產品（pǐn）製程工藝中廣泛應（yīng）用於離（lí）子注入、刻蝕、氣相沉積、摻（chān）雜等工藝，被稱為集成（chéng）電路、液晶（jīng）麵板、LED 及光伏等材料的“糧食”和“源”。

電子氣體地位日益凸顯（xiǎn）

近年（nián）來，隨著電子工業（yè）的快速發展，電子氣體在半導體行（háng）業中的地位日益凸顯。在微電子、光電子器件生產過程中，從單個芯片生成到最後器件的封裝，幾乎每一步、每（měi）一個環節都（dōu）離不開電子氣體，在不同的電子應用領域中，電子特種氣體和電子大宗氣（qì）體的成（chéng）本占（zhàn）比略有不同。其中，集成電路領域，電（diàn）子特（tè）種（zhǒng）氣體和電子大宗氣體各自占比50%。電子氣體（tǐ）的質量很大程度上決定了半導體器件性（xìng）能的好壞。電子氣體純度每提（tí）高一個數量級，都會極大地推動半導體器件質的飛（fēi）躍。

電（diàn）子氣體是僅次於大（dà）矽片的第二（èr）大市場需求（qiú）半導體材料，電子氣體在 2016 年的半導體材料市場占比達 14%。隨（suí）著半（bàn）導體產業的發展，電子氣體市場（chǎng）也隨（suí）之增長。

電子特種氣體（tǐ）的下遊（yóu）應（yīng）用領域主要為電子半導體領域，具體又分為光伏、光纖通信（xìn）、LED、液晶麵板和（hé）集成電路，電子特（tè）氣市場需求與（yǔ）下遊產（chǎn）業（yè）景氣度關聯度較高。2018 年中（zhōng）國集成電（diàn）路、顯示麵板、光伏三大下遊對電（diàn）子特氣的需求（qiú）占比超（chāo）過（guò） 90%。

電子特（tè）氣在電子產業的應用

1）電子氣體在集成電（diàn）路（lù）領（lǐng）域的（de）應用

特種氣體是半導體材料製造過（guò）程（chéng）不可缺少的基矽性支撐材料，處於半（bàn）導體產業鏈的上（shàng）遊（yóu），被稱（chēng）為半導體（tǐ）的“源”，主要應用於薄膜、刻蝕、摻雜（zá）、氣相沉積、擴散等工藝（yì）。

化學氣相沉積(CVD)：是通（tōng）過氣體混合（hé）的化學反應，在矽片表麵沉積一層固體膜的工藝，通常包括氣（qì）體傳輸至沉積區域（yù）、膜先驅物的形成、膜先驅物附著在矽片表麵、膜先驅物粘（zhān）附、膜（mó）先驅物擴散、表麵（miàn）反應、副產物從表麵移（yí）除、副產物從反應腔移除等八個主要步驟。化學氣（qì）相沉積（jī）常用的特種氣體包括（kuò）:SiH4、DCS、TCS、SiCl4、TEOS、NH3、N2O、WF6、H2、O2。

刻蝕：是采（cǎi）用（yòng）化學和物理方法，有選擇地從矽片表麵去除不需要的材料的過程，刻蝕的目的（de）是在塗（tú）膠的矽片上正（zhèng）確地複製掩膜（mó）圖形，可分為濕法刻蝕和（hé）幹法刻蝕。矽片的刻蝕氣體主要是氟基氣體，包括 CF4、CF4/O2、SF6、C2F6/O2、NF3 等，但由（yóu）於其各向同性，選擇性較差（chà），因此改進後的刻（kè）蝕氣體通常包括（kuò）氯基(Cl2)和溴基(Br2、HBr)氣體。鋁和金屬複合層（céng）的（de）刻蝕通常采用（yòng）氯基氣體，如 CCl4、Cl2、BCl3 等。

摻雜（zá）：是將需要的雜質摻入特定（dìng）的半導體區域中，以改變半導（dǎo）體電學性質，形成pn 結、電阻（zǔ）、歐姆接觸等。常用的三（sān）價摻雜氣體有 B2H6、BBr3、BF3 等，常用的五價摻雜氣體（tǐ）有 PH3、POCl3、AsH3、SbCl5 等。

2）電子氣體顯示麵板領域應用

薄膜晶體管（TFT）和液晶顯（xiǎn）示器（LCD）具有（yǒu）體積小、重量輕、低輻射、低耗電量、全彩化、速（sù）度快、對比度和亮高、屏幕觀察角度大、分辨率高（gāo）等優點，是目（mù）前主流的平麵（miàn）顯示設備。TFT/LCD 的生產包括 TFT 陣列(包括薄膜、光刻、刻蝕)、彩色（sè）濾光片(包括黑矩陣膜、紅綠藍膜、透明導（dǎo）電層)、麵板、模組等工序。薄膜工序，通過化學氣相沉積，在玻璃基板上沉積 SiO2、SiNx、a2Si、n 型 a2Si 薄膜，使用的特種氣體有 SiH4、PH3、NH3、NF3 等；幹法刻蝕工序，在等（děng）離子（zǐ）氣態氛（fēn）圍中選擇性腐蝕基（jī）材，通（tōng）常采用 SF6、HCl、Cl2 等氣體。

3）電子氣體在太陽能電池（chí）中的應用

太陽能電池分為晶體矽太陽能電池和薄膜太陽能電池，薄膜太陽能電池分為非晶矽(a-Si)薄膜和非晶/微晶矽(a-Si/μc-Si)疊層薄膜。晶體（tǐ）矽電池片生產中的擴散工藝用到 POCl3 和 O2，減反射層（céng） PECVD 工藝用（yòng）到 SiH4、NH3，刻蝕工藝用到 CF4；非晶矽（guī）太陽能電池在 LPCVD 沉積 TCO 工序用到 DEZn、B2H6；非晶（jīng）/微晶矽沉積工（gōng）序用到 SiH4、PH3/H2、TMB/H2、CH4、NF3 等。

下遊需求（qiú）旺盛，引領特氣行業高增長

下遊產業（yè）發展迅速，引領特氣行業（yè）高增長

我（wǒ）國特種氣體行業在 2006 年後進入快速發展階段，廣泛（fàn）應用於集成電路、顯示麵板、光伏能（néng）源、光纖光纜、新（xīn）能源汽車、航空（kōng）航天、環（huán）保和醫療等（děng）新興產業（yè）領域，在《十三五國家（jiā）戰略新興產業發展規劃》等產業政策的推動下，特種氣（qì）體的下遊產業迅速發展，同時（shí）產業創（chuàng）新、技術迭（dié）代帶來新工藝和新產品（pǐn）等，不僅在規模上增加了特種氣（qì）體的需求，也進（jìn）一步拓（tuò）寬了特種氣體的應用領域，不斷產生新的（de）特種氣體產品需（xū）求。

1）半導體（tǐ）行業：產（chǎn）業鏈向國內轉移，市場持續增長

半導體產（chǎn）業向國內轉移。從區（qū）域分布看，根據 WSTS 統計數據，亞太地區市場規模占全球市場的比例不斷提高，亞（yà）太與日本市場合計約占全球半導體市場的 70%左右，2017 年，全球半（bàn）導體市場規模為 4122.21 億美元，同比增（zēng）長 21.6%，2018 年全球半導體市場（chǎng）保持增長勢頭，市場規模達到（dào） 4779.40 億（yì）美元，同比增長 15.90%；從芯片銷售額（é）看，根據 WSTS 發布的（de）數據，2016 年（nián）中國半（bàn）導（dǎo）體消費（fèi）額 1075 億美元，占全球總量的32%，已成為全球最大的半導體消費市（shì）場。隨著國內製造業環節快速發展，以及國內巨大的消費市場和勞動（dòng）力人口優勢，半導體產業將加快向（xiàng）國內轉移，世界市場（chǎng）份（fèn）額不斷向中國集中。

半導體行業持續增長。全球半導體（tǐ）市場規模近年（nián）來增速平穩，2012-2018 年複合增速 8.23%。其中，中國大陸集成電（diàn）路銷售規模從 2158 億元迅（xùn）速增長到 2018 年的 6531億元，複合增（zēng）速為 20.27%，遠超全（quán）球（qiú）其他地（dì）區，全球半導體產業加速向大陸轉移。2014年（nián）國家發布了《國家集成（chéng）電路產業發展推進綱要》並設立了投資產業基金，根據規劃我國集成電（diàn）路銷（xiāo）售額平均增速將保（bǎo）持在 20%，因此半導體集成（chéng）電路電子用氣市場規模有望快速增長。

2）顯示麵板行業：尺寸（cùn）大型化發展，市（shì）場平穩增長

全（quán）球顯示麵板行業穩定增長。全球平板顯示產業保持（chí）平（píng）穩增長（zhǎng），業態發展呈現尺寸（cùn）大型化、競爭白熱（rè）化、轉移（yí）加速（sù）化和產品定製化等特點，受益於電視（shì）平均尺寸增加以及大屏手機、車載顯示和公共顯示等需（xū）求的拉動，根（gēn）據 IHS 預測，2016 年-2025 年全球新型顯示麵板需求（qiú）麵積的 CAGR 預計（jì）將達 4%，到 2025 年（nián）增長至 2.66 億（yì）平（píng）方米。

我國麵板顯示行業市占率（lǜ）不斷提升。受益於國家政策的支持，我國麵板顯示行業逐漸發展（zhǎn）起來，在全球（qiú）的市占率也逐步提高，2011 年中國大陸大尺寸麵板占全球比例約為 1%，經過多年的發展，2018 年上升至 42%，大尺寸麵板產能為 78.9 百萬平方米/年，預計 2020 年達到 125.9 百（bǎi）萬（wàn）平方米/年。

LCD 市場，近年來我國麵板廠商繼續加快高世代液晶麵板生產線的建設與投產，2019-2021 年將有 8 條產（chǎn）線陸續投（tóu）產，合計產能超過 6000 萬平方米，預計到 2021 年中國將占（zhàn）到全球 58%的市場份額。在 OLED 市場方麵，目前（qián）是韓（hán）國占據（jù）主導地位，但國內麵板廠商（shāng）近年來不斷提高 OLED 技術，同時加快布局（jú） OLED 生產線。預計未來國內（nèi） OLED麵板產能將會得到（dào）快速的釋放，據 DSCC 預（yù）測，中國 OLED 麵板市場份額到 2025 年將會快速增長至 43%。

3）光伏行業：國家政（zhèng）策支持，市場快速增長

中國光伏產業起步較晚但呈現迅速發展的勢頭。2010 年後，在歐洲經（jīng）曆光伏產業需求放緩的背景下，我國光伏產業迅速崛起（qǐ），成為全球光伏（fú）產業（yè）發展的主要動力，2018年（nián）全國新（xīn）增光伏並網（wǎng）裝機容量達到 44GW，同比下降 17%，累計光伏（fú）裝機並網容量超過174GW，2019 年，我國新增光伏並網裝機容量達到 30.1GW，同（tóng）比（bǐ）下（xià）降 32.0%，累計光伏並（bìng）網（wǎng）裝機量達（dá）到 204.3GW，同（tóng）比增長 17.1%，盡管（guǎn）在政策調整下，整體光伏（fú）市（shì）場有所下（xià）滑，受益於（yú）海外市（shì）場的（de）增長，我國光伏產（chǎn）業規模穩步擴大、技術創新不斷推進、出口增速（sù）不斷（duàn）提升。自（zì） 2013 年至（zhì） 2019 年我國新增（zēng）和累計裝機容量均為全球第一，預計 2020年光伏新（xīn）增裝機量超（chāo）過 35GW，較 2019 年有所回升，累計（jì）裝機有望達到約（yuē） 240GW。

氣（qì）體市場持續發展

全球工業氣體（tǐ）市場近（jìn）年來呈（chéng）現穩步增長的態勢，2018 年全球工業氣體市場（chǎng）規模約為 1220 億美元。目前，全球工業氣（qì）體需求的主要市（shì）場仍然是北美和歐洲，但增速顯著放緩；亞太地區近年來發展很快，已成（chéng）為拉動全球（qiú）市場增長的主要引擎。

我國工業氣體（tǐ）行（háng）業在 80 年代末（mò）期已初具規模，到 90 年代後期開始（shǐ）快速發展。近年來我國工業氣體行業發展迅速，市場規模由 2010 年的 410 億元上升至 2018 年的 1350億元，2010-2018 年年均複合增長率達到 16.05%。與發達國家相比，我國人均工業氣體消費量還處在較低水平，根據 2018 年的人（rén）均工業氣體消（xiāo）費量統（tǒng）計，我國的人均工業氣體消費（fèi）隻有美（měi）國的 1/26，不足西歐與澳洲（zhōu）的（de） 1/20，與南美和（hé）東歐國家（jiā）也有較大差距，未來仍有很大的發展潛力。

新（xīn）興分散用氣市場逐漸興起。工業氣體市場較為複雜，可大致分為大宗集中用氣市場和新興分散用氣市場，其中（zhōng）大宗集中用氣市場主要是傳統行業，包括冶金、煉化和煤化工等，對氣體（tǐ）需求品（pǐn）種（zhǒng）單一（yī）且使用量巨大，而新興分散用氣市場主要是高新技術產業，包括電（diàn）子製造、光伏（fú）和生物醫藥等。鋼（gāng）鐵、化工等（děng）傳統大宗用氣市（shì）場規模（mó）相對較為穩定，用氣品類也較（jiào）為單一，新（xīn）興分散零售市場用氣數量和種類在（zài）工業氣體應用中占比越來越高，由（yóu） 2007 年占（zhàn）比 40%提升至 2015 年（nián） 52%，有逐漸超過傳統行（háng）業用氣市場需求的趨（qū）勢。

全球特種氣體行業（yè）保持平穩增長態勢。全球特種氣體市場規模由（yóu） 2010 年 200 億美元增長至（zhì） 2018 年 421 億美（měi）元，年均複合增長率為 9.75%。根據前（qián）瞻產業研究院預測，未來數年全球特種氣體市場規模將以年均 9%的速度增長，預（yù）計 2024 年全球特種氣體市場規模將達到 706 億美元。從地區分布來（lái）看，美洲是全球特種氣體（tǐ）市場規模最大的地區，占比約為（wéi） 45.17%，其次為歐洲、中東和非洲市場占比 31.40%，亞太地區占比（bǐ）最小為23.43%。預計至 2020 年，亞太地區特種氣體需求增長最快，市（shì）場規模將（jiāng）達到 168 億美元，所占比重提升至 25.80%；美洲地區需求增長有所放（fàng）緩，市場規模為 253 億美元，占比降至 38.90%。

我國特種氣體行業市場規模呈（chéng）現穩定上升趨（qū）勢。特氣行業市場規模由 2010 年118.14 億元（yuán）增（zēng）長至 2018 年 296.49 億元，年均複合增長率為（wéi） 12.19%，預計未來五（wǔ）年（nián）我國特種氣體市場持續增長，2019-2024 年特種氣體市場增速可以達到 12%左右，2024 年市場規模中性預測可（kě）達 1087 億元（yuán），保守（shǒu）預計將達到 915 億元。

我（wǒ）國電子特種氣體市場規模保持快速發展。電子特氣（qì）市場規模由 2010 年 38.99 億元增（zēng）長至 2018 年 121.56 億元，年（nián）均複合增長率為 15.21%，電子特氣（qì）市場規模占我國特氣市場（chǎng）規模（mó）的份額也（yě）在逐步（bù）提升，2018 年占比達到（dào） 20.8%。從細分領域來看，應用於半導體領域的電子特氣市場規模占比不斷提高，2018 年半導體領域需求市場規模達 85億元。2014 年《國家集成電路產業發展推進綱要》提出到（dào） 2020 年（nián）集成電路全行業銷售收入年均增速超過 20%，隨後國家出台一係列相關產業政（zhèng）策支（zhī）持集成電路行業的發展，未來（lái）集成電路行業將持續保持增長（zhǎng），預計到 2024 年我國電子特氣市（shì）場規模將會達到 230億元（yuán）。

特氣行業具（jù）有較高的進入壁（bì）壘。特種氣體在其生產（chǎn）過程中（zhōng）涉及合成、純化、混合氣配製、充裝、分析檢測和氣瓶（píng）處理等多項工藝技術，以及（jí）客戶對純度、精度等的高要求（qiú），對行業（yè）的擬進入者形成了較高的技術壁壘。除較高的技術壁（bì）壘外，特種氣體行業（yè）還存（cún）在著客戶認證（zhèng）壁壘、資金壁（bì）壘（lěi）、市場壁壘、資質壁壘以（yǐ）及人才壁壘，因此，由（yóu）於行業（yè）較高的進入門檻，我國高端特種氣體市場一直被幾家外資氣體巨頭（tóu）公司所占據，雖然在傳（chuán）統及中低（dī）端產品方（fāng）麵，我國已經形成了規（guī）模優勢，但在高端氣體尤其是特氣方麵，我國的差距（jù）還是比較明顯。

國內電子氣體起步較晚，在技（jì）術（shù）上與國外有一定差距，目前一些電子氣體實現了國產化，如超純氨、氧化亞氮、氟碳類氣體（tǐ）等，但包（bāo）括氦氣在內的（de）大多數電子氣體仍以進口為主，未來我（wǒ）國電子氣體進口替代空間較大。

政策大力支持，國產化勢在必行

國家產（chǎn）業政策支持助推行業快速發展（zhǎn）。特種氣體作為關鍵性材料，應用廣泛，特別是在（zài）集成電（diàn）路、顯示麵板、光伏能源和光纖光纜等新興領域發揮重要（yào）作用。近年來特氣行業（yè）得到國家政（zhèng）策的大力支（zhī）持，國家發改委、科技（jì）部、工信部和財政（zhèng）部等多（duō）部門相（xiàng）繼出台多部新興（xìng）產（chǎn）業相關政策，均明確提及並部署（shǔ）了氣體產業的發展，並且對（duì）於特種氣體確立了其新（xīn）材（cái）料產（chǎn）業屬性，有力推動了氣體（tǐ）產業的發展。

國內特種氣體發展的初期由於技術（shù）、工藝、設備等多方麵差距明顯，產品大多依賴進口。從特種氣體進出口金額來看，我國（guó）進口金額遠遠大於出口金額，2017 年，我國（guó）特種氣體進口（kǒu）金額為 125.85 億美元（yuán），出口金額為 8.57 億（yì）美元。隨著技術的逐（zhú）步突破，國內氣體公司在電光源氣體、激光氣體、消毒氣等領域發展迅速，但與（yǔ）國外氣體公司相比，大部（bù）分國內氣體公司的供應（yīng）產品（pǐn）仍較為單一，用氣級別不（bú）高（gāo），尤其在集（jí）成電路、顯（xiǎn）示麵板、光伏能源、光纖光纜等高端（duān）領域，相關特種氣體產品主（zhǔ）要依賴進口。隨著國內這些下遊新興產業的技術（shù）更迭和（hé）快速（sù）發展，而且特種氣體作為危險化學品，產品（pǐn）包裝（zhuāng）、運輸有嚴格的規定，相較於國外企業，國（guó）內特（tè）種氣體企業物流成本更低，供（gòng）貨更及時，同（tóng）時國（guó）內產品價格具（jù）有明顯的優勢，因此，特種氣體國產化是（shì）未來行業發展的（de）必然趨勢。

我國特種氣體市場（chǎng）中，國內氣體企業（yè）雖然數量眾多，但普遍規模較小，且一般為區域性企業，截至 2017 年底，我國特種氣體行業規模以上企業數量達到 211 家，較上年（nián）增加（jiā） 4 家，國內氣體公司在資金、技術、設備等方麵仍有差距，但在（zài）技術不斷（duàn）突破、國家政策大力扶持、下遊市場（chǎng）發展迅速等（děng）多重（chóng）因素影響（xiǎng）下，加上國內企業擁有的國際企業無法比擬的低成本、貼近客戶（hù）、反應靈活等優勢，國（guó）內氣體企業的競爭力將不斷增強，市場（chǎng）份額有望擴大。