特种气体(科普｜半导体支撑产业电子特种气体：位列第二大半导体材料)

电子气体是高科技产业重要的“源”材料，是集成电路制造过程中必不可少的关键支撑材料。电子气体是仅次于硅片和硅基材料的第二大市场需求半导体材料。根据中国半导体行业协会公布的数据，2010-2018年电子特种气体行业市场规模一直呈现高速增长趋势，2018年已经达到121.56亿元，较2017年同比增长11%。这些年增长的主要原因：下游半导体行业的快速发展。

电子气体是第二大市场需求半导体材料

广义的“电子气体”指电子工业生产中使用的气体，是重要原材料之一；狭义的“电子气体”特指半导体行业用的气体。电子气体在电子产品制程工艺中广泛应用于薄膜、蚀刻、掺杂等工艺，被称为半导体、平面显示等材料的“粮食”和“源”。

在硅片制造厂，一个硅片需要两到三个月的工艺流程，完成450道或更多的工艺步骤才能得到有各种电路图案的芯片。这个过程包括外延、成膜、掺杂、蚀刻、清洗、封装等诸多工序，需要的高纯电子化学气体及电子混合气高达30多种以上，且每一种气体应用在特定的工艺步骤中。

▲电子气体分类来源：产业信息网，最有料

电子气体是仅次于硅片和硅基材料的第二大市场需求半导体材料。随着半导体集成电路技术的发展，对电子气体的纯度和质量也提出了越来越高的要求。电子气体的纯度每提升一个数量级，对下游集成电路行业都会产生巨大影响。

▲电子气体位列第二大半导体材料来源：Semi，最有料

电子气体主要应用于半导体、平面显示、太阳能电池等领域，其中在集成电路中的应用占比最高，达到42%，其次是平板显示行业，占比37%。在晶圆的电子级硅制造、化学气相沉积成膜等工艺中均需电子气体。

▲国内电子气体需求分布来源：中国工业气体工业协会，最有料

▲电子气体在晶圆制造中的作用来源：CNKI，最有料

电子特种气体生产公司以国外企业为主

中国高纯电子气体主要应用于集成电路、显示面板、LED以及太阳能领域，其中，集成电路和显示面板对电子气体的需求共占下游总需求的79%。

中国特种气体生产企业主要是中外合资企业，他们的目标是逐步使生产原料本地化，降低产品成本，将及时向国内半导体厂商供应特种气体。

中昊光明化工研究设计院有限公司是中国电子气体研究方面唯一的“国家队”。中昊光明化工研究设计院有限公司从“六五”期间开始进行电子气体的研究，在高纯氨等方面取得了明显成效，目前能规模化生产太阳能、LED纯度要求的气体。

佛山市华特气体有限公司等也能生产高纯四氟化碳等气体。其他的公司大多以分销国内外的气体为主。从总体上讲，与强大的国外技术相比，中国电子气体的研发力量十分薄弱。

中国特种气体于20世纪80年代随着电子行业的发展而逐渐兴起，虽然发展迅速，但如今国内厂商特气产品与国外相比仍较单一，且级别不高。在中国集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等高端领域，海外大型气体公司占据了80%以上的市场份额，尤其在极大规模集成电路、新型显示面板等尖端应用领域，存在较大的进口替代空间。

近年来，随着国内特气行业的经验积累、技术进步和政策影响，已逐步实现部分产品的进口替代，预计未来在国内产业升级过程中需要大量使用特种气体，且其原料在国内较容易获得，因此传统的国外公司生产及进口销售的模式已跟不上国内特种气体大规模生产的步伐，预期中国的特种气体会大量国产化。从数据上看，目前美国空气化工集团占比25%，而普莱克斯集团和林德集团合计25%，液化空气集团占比23%。

电子特种气体发展趋势

电子气体是超大规模集成电路、LCD、LED、太阳能电池、光纤等微电子、光电子生产中不可缺少的原材料，被广泛地应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺之中。例如，在超大规模集成电路晶圆片的制造过程中，就要使用近50种不同种类的电子气体。

近几年来，伴随着中国的超大规模集成电路、LCD、LED、光伏发电等产业的迅速发展，不但对电子气体需求量的年增长率始终保持在30%以上，并且巨大的市场潜力更使得国际电子气体巨头对中国的电子气体市场充满了信心。

但由于存在很高的进入门槛，目前电子气体的本土化率较低。“半导体制程过程中用到的83种电子气体，其中有35%已经实现本土化，还有35%正在本土化，30%还未进行本土化。半导体产业用的7种大宗气体仍被国外公司垄断。

根据2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》提出到2020年集成电路全行业销售收入年均增速超过20%；2016年《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》要求启动集成电路重大生产力布局规划工程，加快先进制造工艺、存储器等生产线建设；

2018年3月，财政部、发改委等四部门联合发文《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》，计划对集成电路企业给予税收优惠支持等多项政府政策可以看出，未来中国的集成电路行业将会极大的得到发展，预计到2024年将会达到230亿元。

国内外主要企业

空气化工（美国）

空气化工（Air Products）是世界领先的工业气体供应商，公司产品包括大气气体、工艺和特种气体、高性能材料、设备和能源等。2017年销售收入82亿美元。

普莱克斯（美国）

普莱克斯（Praxair）是北美和南美洲最大的工业气体供应商，提供大气气体、工艺气体、高附加值的应用特种气体、高性能表面涂料和相关的服务与技术。2017年营业收入114亿美元。

林德集团（德国）

林德集团（The Linde Group）是一家位于德国慕尼黑的化学工业集团，以生产工业气体与物流堆高机为主。下辖气体部门、工程部门、Gist部门等三个部门，2017年营业收入171亿欧元，毛利率高达34%，其中气体部门收入150亿欧元。

法液空（法国）

法国液化空气公司（Air Liquide）于1985年进入半导体市场，在电子气体方面的产品涉及半导体、光伏和平面显示设备。2016年法国液化空气公司（Air Liquide）收购美国Airgas公司，获得了更多的美国市场份额。2017年公司销售额203亿欧元，业务遍及80多个国家，员工约65000人。

大阳日酸（日本）

大阳日酸株式会社成立于1910年，是日本最大的工业气体和空分设备制造公司，位居全球工业气体行业综合排名前五位。2018年7月以50欧元的价格收购普莱克斯在欧洲的部分资产，这些业务在2017年的销售额达13亿欧元。2017年全年营收6462亿日元，约合59亿美元。

雅克科技（中国）

公司拟收购成都科美特特种气体公司，具有7000吨六氟化硫和1200吨四氟化碳产能。同时拟收购江苏先科剩余股份，间接控股韩国UPChemical，产品主要为有机硅烷前驱体和有机金属前驱体。

巨化股份（中国）

公司是中国氟化工龙头企业，产业链布局完整，通过子公司浙江博瑞电子科技有限公司进入电子气体领域。博瑞电子高纯电子气体项目一期（年产0.1万吨高纯氯化氢、500吨高纯氯气、0.1万吨医药级氯化氢）已经投产，目前处于产品认证、市场拓展阶段。

目前虽然国内已经有了具有一定代表性的电子气体企业，但国内目前在高端市场还处在技术比较落后的阶段，产品在纯度和质量上与国际大企业存在一定差距，国内电子气体企业规模较小且一般为区域性企业，缺乏领军型企业，产品种类也不够丰富，国产化道路任重道远。