作为电子工业重要的原材料之一，电子特气在半导体行业的地位愈发凸显，并在晶圆制造过程中占材料成本的14%左右，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较大影响，被称为半导体制造的“血液”和“粮食”。但在这一领域，我国还明显存在“卡脖子”现象，国产化进程亟待提速。


行业高度集中，国际巨头寡头垄断

在残酷的高科技争夺战中，芯片问题始终是民族工业之痛。设备中的光刻机，芯片材料中的高端光刻胶等核心制造技术，均掌控在国际厂商手中。电子特气也不例外，其市场格局长期以来被巨头垄断。

从全球电子特气市场占比来看，由于海外特种气体市场的发展较早，国际主要工业气体巨头形成了深厚的技术积累和产品布局，特气已成为其收入的重要组成部分。美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团等海外巨头占据着全球市场91%的份额，形成了寡头垄断的格局。

因电子特气产品的重要性，也成为各国攻克的目标。韩国近期宣布实现了高纯度氯化氢的国产化，三星电子、白光化学等在电子特气上的突破，使韩国有望逐步摆脱产业链对日本等国家的依赖。事实上，从2019年开始，日本政府就启动了对韩国三种半导体材料的出口管制。

国内市场也大致相似，几大跨国巨头主导了国内份额的88%，国内厂商仅占据12%。半导体领域电子特气国产化率不足15%，国产替代需求强烈。从产品种类上看，据中国工业气体工业协会统计，目前集成电路生产用的电子特气，我国仅能生产约20%的品种，其余均依赖进口。


面对多重壁垒，突破垄断难度不小

工业气体主要来自炼钢的副产品，而中国作为钢铁大国、工业大国，电子特气为何会受制于人呢？

1、技术壁垒。经过多年的发展，国内电子气体产业逐渐攻克技术难点，极大程度缓解了“进口依赖”局面。但是，目前国内的电子气体相关技术更多还在解决“能用”的问题，部分涉及到“好用”层面的关键技术，依然存在“卡脖子”的现象。其中包括大宗气体提纯净化的生产技术、特种气体保供的生产技术等，这些则需要技术积累与沉淀才能实现产业链“补短板”的最终目标。

2、认证壁垒。电子特气需要晶圆厂和设备厂商2轮的严格审核，而集成电路领域的认证至少需要2年时间，一旦获得客户认可，便不会轻易更换供应商。当前，不少芯片巨头已和气体供应商建立了长期的合作关系，形成了稳固的上下游产业链。

3、市场壁垒。在市场格局被外资把持的背景下，国内气体企业缺少上机检测的机会。面对国产品牌的桎梏，气体企业很难实现从0到1的突破。不过，近年来，长鑫存储、长江存储、中芯国际不断发力，晶圆产能向中国市场倾斜，国内企业拥有了更多的成长机会。


2023，电子特气“翻身”之年？

在相关供应几乎被国际龙头企业垄断的情况下，电子特气的需求在2023年年内或将在集成电路、面板、光伏三大支柱产业的支持下完成逆转提升。

首先，作为集成电路晶圆制造过程中需求仅次于硅片的第二大耗材，电子特气的使用占比接近14%，成本占比达到15%，广泛应用于光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节，产品的性能、成品率、集成度等方面均具有重要影响。

受益于5G消费电子、汽车电子等领域的需求拉动，近十年来，全球半导体材料市场规模呈现波动向上的态势。即使在疫情导致经济下行、供应链危机的影响下，仍然保持着较快的行业增速。

而在2022至2023年年内，半导体产业将完成产业级别最大的出清，根据SEMI发布的《世界晶圆厂预测报告》，预计2023年全球晶圆厂设备支出将同比下降22%，不过，按照过去半导体周期的轮回，这也意味着行业低谷已过，至2024年，全球半导体设备投资将快速回暖至920亿美元，同比增长21%。随着全球半导体设备的投资额回升，将带动包括电子特气在内的相关材料需求。

而放眼国内，更是如此，受半导体、芯片国产化浪潮的影响，中国集成电路产业行业规模继续加快增长，同时，政策也在多方面扶植集成电路的发展，这都将有效拉动国产电子特气的需求。

与半导体周期见底、重新向上带来电子特气景气度提升不尽相同的是，面板行业中电子特气需求的提升则是受到周期与技术的双重推动。

全球显示面板行业在经历了2020Q1-2021Q2供需两旺的涨价周期后，由于全球经济较疲软、疫情反复冲击、供应过剩等因素的影响，价格正式步入下行周期，相关企业经营业绩遭受了较大的压力，大厂产能纷纷出清，相应减少了原材料的采购。

而行至当下，在市场“冰点”过去数个季度之后，全球液晶显示器面板价格已经企稳，电视面板价格全线调涨，新一轮涨价周期即将开启，预期2023年下半年显示面板市场或将迎来改善，进而提升电子特气的需求。

此外，OLED面板因其优异的综合性能，在部分领域正逐渐取代LCD。从生产工艺的角度，OLED制造需要的特气种类远超LCD。

目前，LCD面板受制于价格和成本管控等原因，一般使用a-Si薄膜晶体管。而OLED由于对成本的敏感性大幅低于LCD，其一般使用LTPS薄膜晶体管。根据OLED industry的研究，生产LTPS薄膜晶体管所需要的电子特气种类为24种，远超生产a-Si薄膜晶体管所需的15种，因此，未来随着OLED渗透率的提升，将对电子特气品类有着更高的需求。

而在集成电路与面板之外，还有增长确定性最高的光伏电池行业。

据国家能源局统计，2022年中国光伏新增装机量达87.41GW，同比增长59.2%，进入2023年后，光伏需求增势保持强劲。据CPIA预测，2023年中国光伏新增装机保守预测为95GW，乐观预测为120GW，叠加一定规模的出口预期，预计2023年全年光伏电池产量将达445GW，同比增加29.4%。

而光伏电池片作为半导体中的一类，生产自然也需要电子特气的参与，无论是晶硅太阳能电池还是非晶硅薄膜光伏电池，都必不可少。

比如硅烷作为一种提供硅组分的气体源，是将硅分子附着于电池表面最有效的方式，是其他硅源无法取代的特气产品；硅烷、磷化氢、硼烷、氢气等作为沉积气体，可用于非晶硅薄膜太阳能电池制造；含氟电子特气或强腐蚀性酸碱常作为光伏电池制造中的刻蚀剂。

在三大产业因素的推动下，电子特气行业即将再迎春天，正是在需求快速攀升的当下，摩拳擦掌、深耕数年的国产电子特气厂商，也在尝试着拥抱这样长坡厚雪的赛道。


国产替代大有可为

今年5月23日，日本政府正式出台半导体制造设备出口管制措施，将于7月23日起实施，这在一定程度上加快了国内半导体企业加大自研力度实现进口替代，同时也拉动了上游电子特气需求的不断增长。

与全球相比，国内气体行业起步较晚，尽管近年来国内企业实力逐渐增强，但相比国外巨头，仍呈现出企业规模较小、研发能力不足、行业内无序竞争、同质化严重的状态。根据浙商证券对中国工业气体行业的研判，行业内最终将形成2-3家综合气体解决方案供应商、5-10家专精电子特气某些领域的特种气体提供商、若干家气体配套设备或系统供应商及工业气体市场其他重要参与者。

2023年5月，杭氧股份和盈德控股（气体动力）发布公告，预计将在3年内完成股权整合，公开资料显示，气体动力是中国最大的工业气体公司，于2017年被太盟投资集团（PAG）收购，并私有化退市；杭氧股份的主营业务为工业气体和空分设备制造，在国内工业气体业务方面仅次于气体动力公司。

这次强强联手，业内评价为一次里程碑事件。从全球工业气体行业发展历史来看，20世纪90年代，全球市场呈现八大跨国气体公司及多个区域性气体公司并存的格局，市场集中度较低，之后林德气体开展了对瑞典AGA、英国BOC的收购，并与美国普莱克斯合并，成为全球最大的工业气体公司；法国液化空气也进行了对美国Airgas的收购。由此，全球工业气体市场集中度明显提升，2021年CR2达到41%，由无序竞争逐渐向寡头垄断发展。而参考海外经验，国内工业气体市场也有望在并购整合中迎来市场集中度的提升，竞争格局将得到改善，同时强强联合也会在技术研发上起到一定的促进作用。

龙头合并，强者恒强，而其他规模相对较小的国内企业专注于各自的细分领域，不断强化自身优质产品，形成错位竞争也是加速国产替代的路径之一。目前国内电子特气第一梯队的厂商在各自细分领域已经具有一定优势，从各企业电子特气业务的布局来看，不同企业侧重生产的气体种类与应用领域均有所不同。

国家政策的大力支持也在为电子特气国产化提速。自2016年，国家明确了电子气体在“高储能和关键电子材料制造”以及“专用化学品及材料制造”领域内的重点产品定位后，连续颁布一系列扶持性政策文件，向电子特气产业倾斜和支持。根据《“十四五”规划和2035远景目标纲要》相关电子特气产业发展规划显示，国家基于集成电路产业化发展，对其上游关键材料电子特气的技术攻关发展予以支持，同时通过降低相关电子高纯材料制造企业的生产经营成本促进行业的发展。