十三、电子特气:需求空间大,拉开进口替代序幕
电子特种气体是集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等电子产业加工制造过程中 不可或缺的关键材料,其市场规模保持高速发展。2010-2018 年,我国电子特气市场规 模复合增速达 15.3%,2018 年我国电子特气市场规模达 121.56 亿元。其中,半导体制 造用电子特气市场规模约 45 亿元。根据前瞻产业研究院预测,2024 年我国电子特种气 体市场规模将达到 230 亿元,2018-2024 年复合增速将达 11.2%。电子特气将为中国新 兴产业的发展注入新动力。
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电子特气按照用途可分为蚀刻及清洗气体、成膜气体、掺杂气体三大类。在半导体集成 电路中,电子气体主要应用于蚀刻、掺杂、CVD、清洗等。在晶圆制程中部分工艺涉及 气体刻蚀工艺的应用,主要涉及 CF4、NF3、HBr等;掺杂工艺即将杂质掺入特定的半导 体区域中以改变半导体的电学性质,需要用到三阶气体 B2H6、BF3以及五阶气体 PH3 、 AsH3 等;在硅片表面通过化学气相沉积成膜(CVD)工艺中,主要涉及 SiH4、SiCl4、 WF6等。 在显示面板产业中,在薄膜工序中需要通过化学气相沉积在玻璃基板上沉积薄膜,需要 使用 SiH4、PH3、NF3 、NH3 等。在干法蚀刻工艺中,需要在等离子气态氛围中选择性 腐蚀基材,需要用到 SF6、HCl、Cl2 等;在 LED 产业中,外延技术需要高纯电子特气包 括高纯砷烷、高纯磷烷、高纯氨气,HCl和Cl2常常用做蚀刻气;在太阳能光伏产业中, 晶体硅电池片生产中的扩散工艺需要用到 POCl3,减反射层等 PECVD 工艺需要用到 SiH4、 NH3,蚀刻需要用到 CF4。薄膜太阳能电池在沉积透明导电膜工序中需要用到 B2H6等。
三氟化氮(NF3)是目前应用最广的电子特气,占全球电子气体产量约 50%。NF3 在卤 化氮中最稳定,是一种强氧化剂。在离子蚀刻时裂解为活性氟离子,氟离子对硅化合物、 钨化合物有优异的蚀刻速率和选择性。并且,三氟化氮在蚀刻时,蚀刻物表面不留任何 残留物,是良好的蚀刻、清洗剂。大量应用于半导体、液晶和薄膜太阳能电池生产工艺 中。
两个主要因素推进了我国电子特气的需求高速增长。首先,近年来电子气体下游产业技 术快速更迭。例如,集成电路领域晶圆尺寸从 6 寸、8 寸发展到 12 寸甚至 18 寸,制程 技术从 28nm 到 7nm;显示面板从 LCD 到刚性 OLED 再到柔性、可折叠 OLED 迭代;光 伏能源从晶体硅电池片向薄膜电池片发展等。下游产业的快速迭代让这些产业的关键性 材料电子特气的精细化程度持续提升。并且,由于全球半导体、显示面板等电子产业链 不断向亚洲、中国大陆地区转移,近年来以集成电路、显示面板为主的电子特气需求快 速增长。我国集成电路 2010-2018 年销售额复合增速达 20.8%,对电子特气的需求带 来了持续、强劲的拉动。
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海外龙头在大陆占八成以上份额,国产替代空间巨大。根据 SEMI 及前瞻产业研究院, 2010-2018 年我国电子特气市场规模复合增速达 15.3%,2018 年我国电子特气市场规 模达 121.56 亿元。其中,半导体制造用电子特气市场规模约 45 亿元。海外大型气体公 司占据了中国电子大陆特气 80%以上的市场份额,美国空气化工、德国林普、日本昭 和电工、大阳日酸、法国液化空气为份额最大的5家海外公司,其中CR3为75%左右, CR5 为 85%左右,国产替代空间巨大。
凯美特气深耕气体行业三十余年,盈利水平居行业前列。凯美特气成立于 1991 年,以 石油化工尾气(废气)、火炬气为原料,生产和销售工业气体、医用气体、标准气体、 特种气体、混合气体、食品添加剂气体、电子化学品等气体产品。2018 年公司成立岳 阳凯美特电子特种稀有气体公司,布局电子气体,生产高纯度二氧化碳、氦气、氖气、 氩气、氟氩氖、氟氪氖等半导体、面板、航天、医疗等领域急需的超高纯气体和多元混 配气。
产品生产线布局循序渐进,充分利用公司自有优势提升效益。岳阳电子特气项目于 2020 年 7 月正式投产,目前已生产出的合格产品有:99.99996%二氧化碳、99.9999% 氦气、99.999%氖气、99.9999%氩气、99.999%氪气、99.9995%氙气、99.997%一 氧化碳、99.9999%氮气、99.9999%氢气、氯化氢基准分子激光配气、氟基准分子激 光混配气、动态激光混配气,已获得生产许可的产能有氪[压缩的或液化的]11750 Nm³/年、氙[压缩的或液化的]900Nm³/年、氖[压缩的或液化的]68000Nm³/年等。 同时,随着宜章电子特气项目建设公司将增加高纯氯化氢、氟化氢、溴化氢、氘代系列 气体等,进一步完善公司产品体系。