【行业深度】半导体行业电子气体深度报告：半导体制造的“血液”

一、电子气体是半导体制造的“血液”

1.集成电路是电子气体主要应用领域

近年来，随着电子工业的快速发展，电子气体在半导体行业中的地位日益凸显。广义的“电子气体”指电子工业生产中使用的气体，是最重要原材料之一，狭义的“电子气体”特指电子半导体行业用的特种气体。《战略性新兴产业分类（2018）》在电子专用材料制造的重点产品部分将电子气体分为了电子特种气体和电子大宗气体。电子特气是集成电路、平板显示、发光二极管、太阳能电池等半导体行业生产制造过程中不可或缺的关键性化工材料，被广泛的应用于清洗、刻蚀、成膜、掺杂等工艺。在半导体工艺中，从芯片生长到最后器件的封装，几乎每一步、每一个环节都离不开电子特气，因此电子气体被称为半导体材料的“粮食”和“源”。

平面显示行业；电子气体主要以硅烷等硅族气体、PH3等掺杂气体和SF6等蚀刻气体为主。在薄膜工序中，通过化学气相沉积在玻璃基板上沉积SiO2、SiNx等薄膜，使用的特种气体有SiH4、PH3、NH3、NF3等。在干法刻蚀工艺中,在等离子气态氛围中选择性腐蚀基材。通常采用SF6、HCl、Cl2等气体。太阳能电池行业；在晶体硅电池片生产中，扩散工艺用到POCl3和O2，减反射层等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺用到SiH4、NH3，刻蚀工艺用到CF4。薄膜太阳能电池则在沉积透明导电膜工序中用到二乙基锌（DEZn）、B2H6，在非晶/微晶硅沉积工序中用到硅烷等。集成电路制造行业；与平面先是行业类似，通常应用在CVD，刻蚀等制造环节中，但是由于集成电路制造和平面显示的要求不同，复杂度不同，所以集成电路制造中需要的电子气体纯度更高，种类更多。

集成电路领域是电子气体的主要应用领域。根据前瞻产业研究院的数据，我国特种气体的销售额中，电子行业约占41%，石油化工约占39%，医疗环保约占10%，其他领域约占10%。在单纯电子气体领域，集成电路领域占比为42%，是最大的电子气体消耗领域。其次是显示面板领域，占比约为37%。最后是太阳能领域和LED领域，分别占比为13%和8%。

在集成电路产业使用的电子气体中可分为大宗气体（常用气体）和特殊气体两类。大宗气体一般是以氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氢气（H2）等纯净气体为主。大宗气体在半导体制造中主要有两种功能，一种是作为反应气体参与到化学反应中，比如氢气，氧气等等。另外一种是作为保护气体使用的惰性气体，经常用在高温烘烤或清洗过程，这些气体一般是以惰性气体为主，比如氮气，氩气，氦气等等。特殊气体以化合物气体为主，主要是集成电路制造中的反应气体。比如硅烷（SiH4）、磷化三氢（PH3）、一氧化二氮（N2O）、氨气（NH3），四氟甲烷（CF4）等等，这些气体主要是参与到芯片制造过程中的一些物质生成等等。比如利用硅烷反应成成二氧化硅介质，利用四氟甲烷主要在干法刻蚀中，与被刻蚀物发生反应，从而达到刻蚀的目的。

电子特种气体广泛用于集成电路、显示面板、光伏能源、新能源汽车等领域，近年来下游产业技术快速更迭。特别是在集成电路制造领域，随着制程节点的不断减小，从28nm制程到7nm制程。在晶圆尺寸方面，从8寸晶圆到12寸晶圆。特种气体作为集成电路制造的关键材料，伴随着下游产业技术的快速迭代，特种气体的精细化程度持续提高，特别是在纯度和精度方面，对特气的要求持续提高。比如在纯度方面，普通工业气体要求在99.99%左右，但是在先进制程的集成电路制造过程中，气体纯度要求在6N（99.9999%）以上。

2.电子气体是电子制造的“血液”

电子特种气体在集成电路制造中应用广泛，涉及到多个制造环节。大宗气体中的惰性气体主要用作保护气。氢气和氧气作为还原气体和氧化气体与其他物质发生化学反应。在离子注入工艺中，用到氢化物气体作为磷源，硼源和砷源，形成P型和N型区域。在刻蚀工艺中，需要用氟化物气体作为刻蚀气体。在CVD工艺中，需要用硅烷和氯气等等。在光刻过程中需要光刻气，Kr/Ne/Ar等混合气体作为光刻机的光源气体，另外，在清洗，氧化炉，退火等等制造过程也需要不同电子气体。电子特种气体决定了集成电路的最终良率和可靠性。由于电子气体用途多，用量大。所以电子气体也直接决定了最终芯片的良率和可靠性，比如离子注入气体的氢化物气体浓度没有达到要求，那么在离子注入时，硅片的PN结浓度就会和理想值相差较远，造成电性偏移。如果光刻气的配比出现偏差，将直接造成光刻机光源的波长发生变化，最终导致光刻线宽出现偏移。如果CVD气体含有部分杂质，在薄膜沉积后，在绝缘层上会出现导电离子，造成短路现象。所以电子气体直接影响芯片的最终质量。正是因为电子气体在集成电路制造中的使用量大，应用范围广的特点。所以电子气体直接决定了芯片制造的良率与可靠性等等。所以电子气体也被誉为集成电路制造中的“血液”。

二、半导体材料市场空间广泛

1.中国半导体材料市场稳步增长

中国半导体材料市场稳步增长。2018年全球半导体材料销售额达到519.4亿美元，同比增长10.7%。其中中国销售额为84.4亿美元。与全球市场不同的是，中国半导体材料销售额从2010年开始都是正增长，2016年至2018年连续3年超过10%的增速增长。而全球半导体材料市场受周期性影响较大，特别是中国台湾，韩国两地波动较大。北美和欧洲市场几乎处于零增长状态。而日本的半导体材料长期处于负增长状态。全球范围看，只有中国大陆半导体材料市场处于长期增长窗台。中国半导体材料市场与全球市场形成鲜明对比。

全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。从各个国家和地区的销售占比来看，2018年排名前三位的三个国家或地区占比达到55%，区域集中效应显现。其中，中国台湾约占全球晶圆的23%的产能，是全球产能最大的地区，半导体材料销售额为114亿美元，全球占比为22%，位列第一，并且连续九年成为全球最大半导体材料消费地区。韩国约占全球晶圆的20%的产能，半导体材料销售额为87.2亿美元，占比为17%，位列第二名。中国大陆约占全球13%的产能，半导体材料销售额为84.4亿美元，约占全球的16%，位列第三名。但是长期来看，中国大陆半导体材料市场占比逐年增加，从2007年的占比7.5%，到2018年占比为16.2%。全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。

2.电子气体是半导体制造材料的第二大耗材

半导体制造材料占比逐年增加。半导体材料可分为封装材料和制造材料（包含硅片和各种化学品等等）。从长期看，半导体制造材料和封装材料处于同趋势状态。但是从2011年之后，随着先进制程的不断发展，半导体制造材料的消耗量逐渐增加，制造材料和封装材料的差距逐渐增加。2018年，制造材料销售额为322亿美元，封装材料销售额为197亿美元，制造材料约为封装材料的1.6倍。

气体是晶圆制造中第二大耗材。根据2018年销售数据，制造材料中，硅晶圆作为半导体的原材料，占比最大，达到37%，销售额为121亿美元。电子气体由于在制造过程中使用的步骤较多，所以消耗量远远高于其他材料，占比为13%，销售额达到43亿美元。气体（包含高纯和混合气体）是晶圆制造中最常用的制造材料，做为半导体材料中的核心原料，消耗金额是除硅晶圆之外的第一大材料。常常使用在光刻，刻蚀，CVD/PVD等等步骤。特别是在集成电路制造环节，高纯大宗气体如N2、H2、O2、Ar、He 等，常常使用在高温热退火，保护气体，清洗气体等等环节。高纯电子特种气体在制造环节使用较多，也是常说的电子气体，比如离子注进、气相沉积、洗涤、遮掩膜形成过程中使用到一些化学气体，常见的有SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2等，在IC 生产环节中，使用的电子气体有差不多有100 多种，核心工段常见的在40-50种左右。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。2014 年国家发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》并设立了集成电路产业投资基金，根据规划，我国集成电路销售额年均增速将保持在20%左右，预计2020 年将达到8,700 亿元。若半导体用电子气体保持同样稳定的增速，国内半导体用电子气体市场将在2020 年翻番。

3.中国电子气体市场空间巨大

1）.中国大陆晶圆厂产能持续扩张

全球晶圆产能将迎来爆发式增长。根据IC Insight统计，由于2019年上半年，中美贸易战的不确定性，全球各大晶圆厂都推迟了产能增加计划，但是并没有取消。随着2019年下半年中美贸易的复苏和5G市场的爆发，2019年全年全球晶圆产能还是维持了720万片的增加。但是随着5G市场的换机潮来领，全球晶圆产能将在2020年至2022年迎来增加高峰期，三年增加量分别为1790万片，2080万片和1440万片，在2021年将创下历史新高。其中中国大陆将占产能增加量的50%。

中国大陆晶圆厂建设将迎来高速增长期。从2016年开始，中国大陆开始积极投资建设晶圆厂，陆续掀起建厂热潮，根据SEMI预测，2017-2020年全球将建成投产62座晶圆厂，其中中国有26座，占总数的42%。2018年建造数量为13座，占到了扩产的50%。扩产的结果势必导致晶圆厂的资本支出和设备支出的增加。据SEMI预计，到2020年，中国大陆晶圆厂装机产能达到每月400万片8寸等效晶圆，与2015年的230万相比，年复合增长率为12%，增长速度远远高过其他地区。同时，国家大基金也对半导体制造业大力投入，在大基金一期投资中，其中制造业占比高达67%，远远高于设计业和封测业。

2）.产能扩张推动气体市场规模增长

中国大陆电子气体市场规模占比不断提升。据前瞻产业研究院的数据，中国电子特气的市场规模在不断增加，从2014年的13.40亿美元增长到了2018年的20.04亿美元，占全球的比重从38.5%提升到44.4%。未来随着产能的不断提升，比重也会随之增加。

三、电子气体制备壁垒高

1.技术壁垒

1）.气体纯度壁垒

特种气体制造工艺复杂；特种气体的主要生产流程包括气体合成，气体纯化，气体混配和气瓶处理。气体合成是指将原料气体在特定压力，温度和催化剂的条件下，发生化学反应，生成目标气体，此时的目标气体是气体粗产品，纯度不能达到下游要求，所以不能直接使用。得到气体粗产品之后，再将粗产品进行纯化，得到高纯气体。主要纯化的方式就是通过精馏，吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品，气体混配是将两种或两种以上有效组分气体按照特定比例混合，得到多组分布的混合气体。气瓶处理是根据载气性质及需求的不同对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程，以保证气体存储、运输过程中产品的稳定。

2）.气体精度壁垒

准确控制不同气体的配比精度是另一壁垒；对于混配气体而言，配比的精度是核心参数。气体混配是指根据不同需求，运用重量法、分压法、动态体积法等方法，将两种或两种以上组分的气体按照特定比例混合，对配制过程的累计误差控制、配制精度、配制过程的杂质控制等均有极高要求。随着产品组分的增加、配比精度的上升，常要求气体供应商能够对多种ppm乃至ppb级浓度的气体组分进行精细操作，其配臵过程难度与复杂程度也显著增大。特别是对于光刻气体而言，混合气体的精度控制更加重要。光刻气包含Ar/F/Ne混合气，、Kr/Ne 混合气、Ar/Ne 混合气、Kr/F/Ne 混合气等等产品。

2.黏性壁垒

客户认证是电子气体行业的壁垒；有电子气体用于最先进的晶圆制造和LED，面板显示领域。所以电子气体的质量将会对最终产品产生巨大影响，甚至整条产线停工的事件。所以下游客户对于电子气体供应商而言，选择新供应商较为慎重，而且必须经过严格的质量验证过程。认证时间久，要求严苛；对于光伏能源，光纤光缆，领域的认证周期约为0.5至1年的时间，显示面板通常为1-2年，集成电路由于要求较高，认证周期能达到2-3年时间；认证阶段内，电子气体供应商没有该客户的收入，需要电子气体公司有庞大的资金优势。并且为了电子气体能够有充分的质量保障，往往对于新供应商的气体认证要求比现有量产气体的要求更加严苛。对于新气体供应商来说认证的周期长和认证严苛是主要壁垒。电子气体供应商与客户粘性大；一般情况下，为了保持气体供应稳定，下游客户与电子气体供应商一旦建立供应关系后，不会轻易更换供应商，且双方建立反馈机制，满足个性化需求，电子气体供应商与客户的粘性不断增加。新供应商如果加入到供应商行列，必须提供比原有供应商更加紧密的合作关系和更高的气体质量。所以电子气体行业，进入壁垒较高。

3.资质壁垒

电子气体的生产，制造，运输有严格的资质审查；由于电子气体属于危险化学品，部分气体有易燃易爆，并且属于毒性巨大的危险化学品（如氯气）。所以在生产，制造，运输整个产业链都必须有严格的资质认证。取得《安全生产许可证》，《危险化学品经营许可证》等多项资质。不仅仅对企业生产条件和生产环境进行评估，还要对生产人员的安全意识，生产危险化学品的个人资质认证。这些严格的资质审核是新进电子气体公司的资质壁垒。

四、电子气体国产替代势在必行

1.国内企业奋起直追

电子气体市场被国外垄断。国内对于特种气体的需求于20 世纪80 年代随着国内电子行业的兴起而逐步发展，并且随着医疗、食品、环保等行业的发展其应用领域和产品种类不断丰富。电子特气从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒，市场准入条件较高，在国际上被几家跨国公司垄断。我国发展的早期由于技术、工艺、设备等多方面差距明显，电子特气产品基本依赖进口。直到2017年，空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团（后收购普莱斯克集团）等国外气体公司的在中国电子气体市场上份额占比仍然超过80%，国内气体公司市场份额占比仅为12%。电子气体长期处于“卡脖子”状态。

日韩材料摩擦：半导体材料国产化是必然趋势；2019年7月份，在日韩贸易争端的背景下，日本宣布对韩国实施三种半导体产业材料实施禁运，包含刻蚀气体，光阻剂和氟聚酰亚胺。韩国是全球存储器生产基地，显示屏生产基地，也是全球晶圆代工基地，三星，海力士，东部高科等一大批晶圆代工厂和显示屏厂都需要日本的半导体材料。这三种材料直接掐断了韩国存储器和显示屏的经济支柱。在禁运之后，韩国半导体产业面临空前危机，一时间，三星半导体，海力士等全球存储器龙头都处于时刻停产危机，三星本身的材料存货只能支撑3个月的生产。三星，海力士高管也是频频去日本交涉。同为美国重要盟友的日韩之间尚且如此，尚在发展初期的中国科技产业更需要敲响警钟。目前中国大陆对于电子材料，特别是电子特气方面对国外依赖较高。所以在半导体材料方面的国产代替是必然趋势。

中美贸易摩擦：电子特气国产代替正在全面开展；自从中美贸易摩擦依赖，中国大陆积极布局集成电路产业。在半导体材料领域，电子气体作为是集成电路制造的“血液”，是国产代替重要环节，也是必将国产化的产品。电子特气贯穿半导体各步工艺制程，决定了集成电路的性能、集成度、成品率。电子特气产品若不合格会导致产品严重缺陷，或整条生产线被污染乃至全面瘫痪。

当今，中国通过国家集成电路产业投资基金（大基金）撬动全社会资源对半导体产业进行投资和扶持，在电子特气领域也积极布局，入股雅克科技等电子气体企业，力图实现电子气体自主可控。同时，国内其他电子气体公司抓住晶圆制造扩产的百年机遇，积极发展电子气体业务，争取打进国内新建晶圆厂的供应链。电子气体的国产化正在全面展开。随着关键技术的陆续突破，中国已经陆续出现了一批高水平的电子气体企业。尽管仍然与国际先进水平仍然有差距，但是在政策的支持和自身的不懈努力之下，中国已经有一批气体企业陆续突破了关键技术，各自在不同的单品气体产品上实现了自主化。

2.欧美企业寡头垄断

欧美气体企业以空气分离业务为主，在国际气体市场中占有寡头地位。液化空气集团2016年5月23日以134亿美元收购Airgas后，确定其在全球的领导地位。然而，普莱克斯与林德的900亿美元合并创建了新的综合实体，林德和普莱克斯超越法国竞争对手液化空气，成为世界级最大的氧气，氮气和氦气供应商，改变了液化空气集团作为全球工业气体的主导力量。合并后的公司将在所有主要地区和终端市场中占据强势地位。由于规模经济效应，整合后的国际气体市场格局将在相当一段时间内保持被四大气体企业（空气化工，液化空气，林德&普莱克斯和太阳日酸）寡头垄断的局面。

1）.美国空气化工产品

空气化工产品（APD）在1940 年成立于美国宾州，1980 年在纽交所上市，是全球第三大气体供应商。空气化工业务遍布全球，销售和服务空分气体、特种气体、气体设备等。该公司为数十个行业提供工业气体和相关设备，包括半导体集成电路行业。2019年度公司实现的营业收入为630.82亿元，同比下降0.13%，净利润为124.48亿元，同比下降17.51%。APD公司是世界大宗工业气体巨头，也是电子特种气体行业的先驱。早在1990年代APD公司就将最早用于激光武器的三氟化氮用于半导体工业中性能优异的腔室清洗材料，并在这一领域成为全球领先的生产商。但是在2016年10月，APD公司将服务于半导体制程行业的化合物特种气体业务剥离，单独成立Versum Materials （于2019年10月被德国达姆塔特Merck KGaA并购），同时将其位于安徽芜湖的氨气制备生产线100%所有权售与三安光电，从此将业务聚焦于大宗工业气体与稀有气体的生产与销售。APD公司主要生产大宗工业气体和稀有气体。大宗工业气体包含氧气，氮气和氩气等气体，也包含氢气、氦气、二氧化碳、一氧化碳和合成气等工业气体。稀有气体包含氖气和氪气等稀有气体。在电子行业上，氮，氢和氩主要用于提高集成电路引脚的焊接以及集成电路封装中的键合焊接工艺的质量和可靠性。在半导体制程行业中，几乎所有的制造过程都需要使用大量氮气，以净化和抑制化学敏感工序。同时氖，氪和氙等稀有气体则可以作为激光器的保护气体。这种激光器光刻流程中有着重要作用。

2）.林德集团

林德集团1879 年成立于英国，1992 年在纽交所上市，2018 年与气体行业巨头普莱克斯合并，成为全球最大的工业气体供应商。林德集团气体业务遍布全球，也是最早进入中国的、布局最多的气体行业外资巨头，亚太市场也是其增长最快的市场。林德集团主要产品包括氧气、氮气、氩气、稀有气体、碳氧化物、氦气、氢气、电子气体、特种气体等。2019年度公司实现的营业收入为1969.24亿元，同比增长90.27%%，净利润为159.41亿元，同比下降47.84%。成立联华林德，主攻中国市场；林德主要分为三大业务部门，工业气体与医疗健康部门、工程部门和其他部门。联华林德是德国林德集团跟台湾联华实业公司的合资公司，主要服务于中国大陆和台湾的客户。联华林德自1984年以来，一直引领着中国大陆和台湾的气体供应，并获得了中国大陆和台湾的大宗气体市场份额第一；电子特种气体市场份额第五的成绩。针对半导体，联华林德能提供涵盖所有制造工艺的电子特种气体广泛的产品组合和大宗气体解决方案；面向平板显示领域，联华林德则有强大的N2O供应能力，还有专利的合成和纯化技术；在太阳能领域，则有硅烷（SiH4）和氨气（NH3）的全球供应网络；针对LED，则有全系列大宗气体（氮气、氢气）和特种气体（AsH3，PH3，NH3等）的供应。

3）.法国液空集团

法国液空集团1902 年成立于法国巴黎，2007 年在巴黎股票市场上市，在林德集团与普莱克斯合并前是全球市值最大的气体供应商。2016年法国液化空气集团（Air Liquide）成功收购美国Airgas公司，交易金额134亿美元。Airgas公司98%的营收来自美国，拥有员工17000名，历史上经过400多次的兼并收购，于2009年上市，进入标普指数公司之一。液化空气集团气体业务遍布全球，主要为冶金、化工、能源等行业客户供应氧气、氮气、氩气、氢气、一氧化氮等产品，也为汽车、制造业、食品、医药、科技等行业客户提供工业气体、制气设备、安全装臵等。2019年度公司实现的营业收入为1663.59亿元，同比增长4.18%，净利润为165.84亿元，同比下降3.92%。

3.日本电子特气

日本气体企业均有和欧美气体企业一样上百年的历史。他们大多脱胎于明治末期和昭和初期（1910s~1930s）.应当时特殊历史环境要求而设立的化工企业，有着长期的运营管理，技术和人才的储备。20世纪后期，世界的半导体产业逐渐转移至亚洲，并首先在日本生根发芽。这都为日本的电子气体产业的发展奠定了良好的基础。日本的特气供给在行业内处于领先地位。当前在日本国内，半导体方面的高纯度气体市场规模约为40亿元左右，在全球市场规模更大，约335亿元。其“主战场”为韩国、中国台湾、中国大陆等东南亚地区。另一方面，即便是在当前，供应高纯度气体的厂家依旧是日本企业占大多数。如昭和电工、太阳日酸、关东电化工业、ADEKA（艾迪科）、日本中央销子、住友精华、大金工业等都生产和销售各种电子材料方面的气体。

1）.昭和电工

日本昭和电工成立于1939 年，是全球知名的综合性集团企业，生产的产品涉及到石油、化学、无机、铝金属、电子信息等多种领域，设有化学品事业部，专门从事产业气体、电子材料用高纯度气体的研发、生产。2018年度公司实现的营业收入为614.00亿元，同比增长27.13%，净利润为69.01亿元，同比增长233.14%。昭和电工株式会社为了强化电子材料用高纯度气体事业，决定在上海的生产基地-上海昭和电子化学材料有限公司（以下简称“SSE”）的旁边取得第二工厂建设用地，建设高纯度N2O（一氧化二氮）和高纯度C4F8（八氟环丁烷）的生产设施，以及高压气体危险品仓库。第二工厂拟于2021年下半年投产。高纯度N2O主要是半导体及显示屏制造时的氧化膜的氧来源的特种气体，高纯度C4F8主要是这种氧化膜的微细加工（蚀刻）时的特种气体。目前，昭和化工在川崎事业所和韩国基地生产高纯度N2O，并在川崎事业所和上海基地（SSE第一工厂）生产高纯度C4F8。为了提高对日益增长市场的稳定供应能力，昭和化工正致力于进一步推进“地产地销”的政策。同时，在中国逐年加强对化学品的监管的形势下，在上海建设并完善本公司拥有的高压气体危险品仓库，将会增强供应链、提高竞争力。

2）.太阳日酸

TaiyoNippon Sanso（太阳日酸）大阳日酸株式会社创立于1910 年，2001 年在东京证券交易所上市，是日本最大工业气体制造商，市占率排名全球前5，在亚洲、欧洲、北美等地设有30 多家子公司。至今发展已经有近110年历史，凭借丰富的经验和独特的技术开发能力，在钢铁，化工，电子，汽车，建筑，造船，食品和医药等多个工业领域开展了广泛的业务活动。同时公司为领先的半导体气体供应商，广泛应用于IC（集成电路）和存储器（半导体存储设备）、液晶、太阳能电池、LED和超精细机械结构。同时公司还提供高纯气体净化设备，废气处理设备，气缸柜等相关设备，包括电子产品制造过程中必不可少的高纯度规格特殊管道构造，并为客户提供整体解决方案。太阳日酸的电子特气产品覆盖了半导体制程中从沉积，清洗，蚀刻再到离子注入等不同环节，还兼顾了用于保护的惰性气体品类。除了直接提供气体产品，太阳日酸还为客户提供一系列气体设备，供客户现场制备气体和储存气体而使用。2019年度公司实现的营业收入为450.62亿元，同比增长14.57%，净利润为25.13亿元，同比下降15.59%。

3）.关东电化工

日本关东电化工业公司历史悠久，技术积累深厚。它成立于1938年，在电解领域，主要地是在氢氟酸电解制备高纯氟气，和氟相关的技术方面有深厚的知识和技巧的积累。主要应用领域包括电池化学，医药化学和农业化学等。目前公司的管理团队主要目标是开扩张精细化学业务，提升生产技术水平。日本关东电化工业在半导体领域主要以氟化物气体为主。从上产环节上来说覆盖了半导体清洗，蚀刻和沉积环节。2018年度公司实现的营业收入为30.31亿元，同比增长11.44%，净利润为3.61亿元，同比下降8.55%。日本关东电化工业公司十分重视中国半导体产业发展带来的机会。由于中国政府近年来多次出台半导体和液晶显示产业的重要扶持政策，未来中国半导体市场的前景十分理想。基于此，关东电化决定出资约2亿日元（1200万人民币）在中国设立制造中心，用于满足半导体、液晶所用特殊气体在中国日益增长的需求。公司去年关东电化决议在中国设立生产子公司“科地克化工科技有限公司（暂定）”。计划在安徽省建设工厂，并已获得了土地。预计新厂将于2021年投入生产。这是继在韩国设立海外生产基地之后，日本关东电化与中国企业合资建立的重要的半导体特种气体生产基地。

4）.艾迪科

艾迪科（ADEKA）是在历史悠久的食品和化工综合供应商。ADEKA在树脂添加剂、功能化学品以及食品这三大领域中广泛开展业务。主要产品阵容包括塑料用树脂添加剂，电子材料，环氧树脂，聚氨酯类功能性树脂，表面活性剂，润滑油添加剂，土建材料以及过氧化产品等。2019年度公司实现的营业收入为182.21亿元，同比增长24.93%，净利润为10.38亿元，同比增长11.13%ADEKA在半导体电子特气方面以三种刻蚀气体为主。它们分别是高纯氯气，高纯溴化氢和高纯三氯化硼。这三种气体在半导体材料的刻蚀流程上均有重要应用。ADKEKA在2001年通过在上海设立贸易代表处直接进入中国市场并在2016年正式更名为艾迪科（中国）投资有限公司并作为ADEKA在中国的总部。除开展各类贸易外，ADEKA中国总部还负责在中国的投资决策，并向各集团公司提供共享服务。ADEKA在中国大陆上海金山，浙江嘉兴，江苏常熟，广东广州设有工厂，负责多种油脂，树脂添加剂等多种化学品的制造。

4.中国电子特气公司

通过对国内电子特气公司进行梳理，国内特气公司实现国产替代呈现四个层级：

• 1）通过产能优势快速切入半导体刻蚀气体，部分含氟气体已经实现国产替代，如三氟化氮、六氟化硫，代表企业有中航重工（718所）、昊华科技（黎明院）、雅克科技（科美特）、南大光电（飞源气体）。
• 2）通过技术升级切入半导体化学沉积，部分国产替代初显成效，如六氟化钨、四氟化碳，代表企业有中航重工（718所）、昊华科技（黎明院）、雅克科技（科美特）。
• 3）通过某种特气进入核心供应商，切入多种半导体气体，代表企业有华特气体，南大光电。
• 4）从空分气体或者大化工进入半导体领域，具备技术及产能储备，代表企业有巨化股份（中巨芯）、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体。

NF3 作为一种特种电子气体，具有优异的蚀刻速率和选择性，而且对表面无污染，是电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。其主要应用领域包括：

• IC（集成电路）行业：NF3具有优异的蚀刻速率和选择性，而且对表面无污染，是电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。
• LCD（面板显示）行业：NF3可大量减少污染物排放量，以及显著提高清洗速度，用于化学气相沉积（CVD）腔体清洗，也可作为蚀刻剂用作LCD 的加工。

NF3供需将维持紧平衡：

需求方面：根据市场调研数据，全球NF3 2018 年度总需求量约2.8 万吨，其中韩国需求量超10,000 吨，占比35%；中国大陆需求量达7,000 吨，占比25%；中国台湾需求量5,000 吨，占比18%，美国需求量3,200 吨，占比12%；日本、新加坡等地区占比10%。

供给方面：NF3生产国目前主要有中、韩、美、日，其中韩国1,5000 吨，占比50% 以上；中国国内8,500 吨，占比约30%；日本、美国约6,000 吨，占比约20%。

随着半导体、显示面板行业生产重心、消费重心向中国国内转移，而且生产NF3主要原料均由国内供给，两头在内的供应链格局，决定了NF3生产向国内转移是大势所趋。目前NF3主要生产商有：韩国SK，其优势为产能大，依靠韩国三星、LG 等大公司有较高的销售价格，劣势在于原材料均由中国国内采购，生产成本高。日本KDK，其优势在于关东电化公司产品品种齐全，劣势在于原料由中国国内采购，日本生产，而日本国内NF3需求已萎缩，生产成本和运输成本高昂。中国国内有中船718 所及大成黎明，前者目前是国内最大的NF3生产厂，后者已建成产能1,000 吨，并已公告二期扩产1,000 吨计划。南大光电（飞源气体）2020 年底之前，实现3,000 吨NF3产线投产目标。随着国内显示面板及半导体行业的迅速发展，2019 年国内NF3 需求量将与产能持平，迎来3-5 年的高速发展黄金期。据预测，2019 年全球NF3 总需求量3.14 万吨，千吨级厂家总产能3.38 万吨，百吨级厂家总产能占比不超过5%，则全市场平均产能利用率高达88.3%，行业供需处于紧平衡。而且，未来2年可预见的产能和需求增长，基本上处于均势，市场将会保持供需基本平衡的局面。

SF6具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电强度为同一压力下氮气的2.5 倍，击穿电压是空气的2.5 倍，灭弧能力是空气的100 倍，是一种优于空气和油的新一代超高压绝缘介质材料。

• SF6以其良好的绝缘性能和灭弧性能，应用于断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。
• 电子级高纯SF6 是一种理想的电子蚀刻剂，被大量应用显示面板、半导体加工过程中的干刻（Etch）。随着目前远距离输电的要求以及输变电装臵小型化的要求，特高压输电技术及GIS 技术的发展迅速，国内特高压输电电压已达到1,000kV，SF6 高压开关设备约占用气量的80%以上。国内显示面板、半导体等电子产业迅速发展，SF6作为优良的刻蚀气体，用量也持续增加。

2018 年测算全球SF6需求量约为2 万吨，生产厂家主要集中在中国。由于SF6为温室气体，其全球供给增长受限。目前90%的SF6 用在电力行业作为绝缘气体。随着中国面板、半导体行业发展迅速，电子级SF6需求量在未来3 年将快速增长，市场前景广阔。目前SF6主要生产商有中国成都科美特，产能为8,500 吨，主要应用于电力市场；洛阳黎明院，产能为3,000 吨，产品批量供应电子行业。南大光电（飞源气体）SF6产线2017 年已建成2,000 吨产能，且产品已开始导入IC 行业客户。

1）.中航重工（718所）

主要涉及气体：刻蚀气体，钨沉积气体七一八研究所隶属于世界500强中国船舶集团有限公司，创立于1966年，总部位于河北省邯郸市，是集军民产业的科研开发、设计生产、技术服务于一体的国家级科研单位。七一八所不断加强技术创新，大力发展高新技术产业，建所获得省部级以上科技进步奖260多项，其中国家科技进步一等奖2项，授权专利近300项。按照军民融合的发展要求，大力发展高科技产业，已形成电子特气材料、精细化工、空气净化、氢能产业、核电装备、节能环保、安防信息工程及特种装备等8大产业方向。承担国家“02”专项，储备多种气体技术。中船重工第七一八研究所(简称PERIC)与南大光电、光明院等5家协作单位申请的“02”国家科技重大专项--高纯电子气体研发与产业化项目，已于2013年初获得国家立项并得到国家财政支持。此项目中，718所共承担NF3（三氟化氮）、WF6（六氟化钨）、SiF4（四氟化硅）、C2F6（六氟乙烷）、C4F8（八氟环丁烷）、C3F8（八氟丙烷）、HF（氟化氢）、HCl（氯化氢）、COF2（碳酰氟）及电子混合气体等19种气体的研制及产业化工作。NF3及WF6产品目前我所已有成熟的技术及生产经验，并有多年的产业化经验，完全能够满足客户的需求。上述气体主要用于IC制造过程中的外延、离子注入、扩散、蚀刻、沉积、清洗等关键工艺。NF3与WF6气体突出重围，实现国内市场占有率第一。目前，中船重工第七一八研究所（派瑞特种气体有限公司）生产的三氟化氮、六氟化钨及三氟甲磺酸系列产品在国内占有率第一，同时销往国外二十多个国家和地区。三氟化氮为重要的清洗刻蚀气体，在半导体和液晶行业有广泛应用；六氟化钨在电子工业中作为金属钨化学气相沉积和制成大规模集成电路中的配线材料（WSi2）。

2）.昊华科技

主要涉及气体：刻蚀气体，钨沉积气体昊华化工科技集团股份有限公司（昊华科技）及其下属研究所历史悠久，积累深厚。昊天科技的前身是四川天一科技股份有限公司（天科股份）。1999年8月5日天科股份完成工商注册并于2001年1月在上海证券交易所上市。2018年底，天科股份完成对中国昊华化工集团股份有限公司下属11家科技型企业的收购，并于2019年6月正式更名为昊华化工科技集团股份有限公司，主营业务为氟材料、特种气体、特种橡塑制品、精细化学品和技术服务五大板块。新增氟树脂、氟橡胶、三氟化氮、橡胶密封制品、航空轮胎、特种涂料等产品，服务于国家军、民品多个核心产业。昊华科技旗下黎明院和光明院是承担着主要电子特气业务的子公司。其中光明院以氢化物气体为主，比如硫化氢，硒化氢；而黎明院以氟化气体为主，比如三氟化氮，四氟化碳，六氟化硫和六氟化钨。

3）.华特气体

主要涉及气体：光刻气、刻蚀气体、掺杂气体等华特气体是中国领先的的电子特气制备企业。位于珠三角腹地佛山市南海区，创建于1999年，公司以广东佛山为产品研发基地，分别在广东、江西、浙江、陕西、湖北、湖南、香港等地设立了十余家全资子公司。现已成为国内最大的民营特种气体及相关设备供应商之一，同时产品出口到50余个国家和地区。气体产品覆盖普通工业气体、电子工业用气体、电光源气体、超高纯气体、标准气体、激光气体、医用气体、食品工业用气体等十几个系列共200多个品种，并不断研发新产品满足市场需求。生产低温绝热气瓶、汽化器、LNG应急撬等气体设备，安装超高纯气体及工业气体应用配套设备等。为用户提供领先的气体应用一体化解决方案。

4）.雅克科技

主要涉及气体：刻蚀气体大基金重点投资；雅克科技股份有限公司是一家致力于工业材料，生产和销售的深交所中小板上市公司。雅克旗下设有“新材料”，“新能源”和“电子”事业部。并在2017年末得到了大基金的战略入股支持，2017年10月份，公司发布发行股份购买资产暨关联交易报告书草案，拟以发行股份的方式，收购成都科美特特种气体有限公司(以下简称科美特)90%股权、江苏先科半导体新材料有限公司(以下简称江苏先科)84.825%股权，交易总对价为24.67亿元。在电子特气方面，雅克科技的“电子”事业部目前生产和销售四氟化碳和六氟化硫，这两种材料可以用于半导体的蚀刻和半导体制造设备的清洗。雅克科技除了目前在售的三氟化碳和六氟化硫以外，还在规划新增三氟化氮和高纯氢气的产能。UP Chemical 是半导体集成电路材料行业中的翘楚。UP Chemical 是全球IC 前驱体的主要供应商，其主要产品国内尚无企业可生产。自1998 年成立至今，UP Chemical 在技术研发方面积累了丰富的经验及先进技术，培养了一批具备技术攻坚能力的核心技术团队，且已经在中日美等国申请了多项专利，新一代技术产品储备丰富。UP Chemical 代表着目前世界IC 材料领域的先进水平，其产品广泛应用于16 纳米、21 纳米、25 纳米等高端制程下DRAM 以及先进的3D NAND Flash 的制造工艺，与世界主要芯片厂商如SK 海力士、三星电子，世界领先的IC 设备厂商均建立了长期稳定的合作关系。

5）.南大光电

主要涉及气体：离子注入气体，刻蚀气体，钨沉积气体江苏南大光电材料股份有限公司是一家专业从事高纯电子材料研发、生产和销售的高新技术企业。南大光电虽然创立于2000年12月，但其技术起源却来源于创始人及其团队在1986至1991年间在南京大学从事的科研工作。凭借30多年来的技术积累优势，南大光电先后攻克了国家863计划MO源全系列产品产业化、国家“02—专项”高纯电子气体（砷烷、磷烷）研发与产业化、ALD/CVD前驱体产业化等多个困扰我国数十年的项目，填补了多项国内空白。2017年，南大光电承担了集成电路芯片制造用关键核心材料之一的193nm光刻胶材料的研发与产业化项目南大光电立足LED气体，冲击集成电路特气；南大光电的电子气体在LED领域占有主导地位。南大光电的主要产品MO源在国内外LED市场处于领先地位，是欧司朗、飞利普、科瑞等跨国公司的重要供应商。借力公司在LED行业的领先优势，南大光电的半导体制造电子特气产品，取得了国内第一的市场份额，并且通过中芯国际部分验证工作，打破了一直依赖进口的局面，得到了客户的高度认可。

6）.金宏气体

主要涉及气体：刻蚀气体，沉积气体苏州金宏气体股份有限公司是专业从事气体研发、生产、销售和服务的高新技术企业，成立于1999年，总部位于江苏省苏州市相城区潘阳工业园，已经拥有大宗气体、电子特种气体两大类百余种产品，广泛应用于冶金、化工、造船、电子、光纤通讯、机械制造、食品、医疗、太阳能光伏、LED、半导体等众多领域。金宏为不同行业、不同客户的所有发展阶段提供众多气体产品和一站式用气解决方案，并提供气体生产设施、洁净管路的设计、建造、安装、运行及量身定制的物流支持。公司已与国内电子半导体领域的众多知名企业建立了合作关系。例如集成电路行业的晶方半导体、上海新傲、厦门联芯，液晶面板行业的京东方、天马微电子、TCL 华星、中电熊猫（间供），LED 行业的三安光电、聚灿光电、乾照光电，光纤通信行业的亨通光电、富通集团，光伏行业的通威太阳能、天合光能、隆基股份等。其中截止2019H1公司前五大客户合计销售收入占比达到了14.79%，前五家客户分别为亨通光电（6.35%）、乾照光电（2.48%）、江苏美特瑞科技发展有限公司（2.44%）、聚灿光电（1.92%）、华灿光电（1.60%）。

7）.巨化股份

主要涉及气体：刻蚀气体，沉积气体巨化股份是由基础化工产业企业逐步转型的中国氟化工行业领先的企业。巨化股份成立于1998年6月17日，是经浙江省人民政府批准，由巨化集团有限公司（以下简称“巨化集团”）独家发起，采用募集方式设立的股份有限公司。经过20多年的发展，巨化股份已经形成了包括基础配套原料、氟制冷剂、有机氟单体、含氟聚合物、含氟专用化学品等在内的完整的氟化工产业链，并涉足石油化工产业。前期大手笔投入电子特气，博瑞电子为实施主体：巨化股份在2014年成立了电子特气筹备组，在协调内外部资源之后于当年设立了子公司博瑞电子，专注于电子特气的生产和销售，并连续数年巨额投资建设电子特气技术和产能。巨化股份2015年发布非公开发行预案，预计非公开发行股票募集资金总额不超过32亿元，其中预算投资总投资1.5亿用于高纯电子气体项目（一期），包含1000t/a 医药级氯化氢、1000t/a 高纯氯化氢、500t/a 高纯氯气；总投资1.2亿元用于高纯电子气体（二期），包含二氧化碳200t/a、氧化亚氮150t/a、含氟气体500t/a、含氯气体200t/a、混合气体4,000 瓶/年；总投资8亿元用于含氟特种气体，包含三氟化氮2,000t/a、六氟丁二烯50t/a。

8）.凯美特气

主要涉及气体：稀有气体凯美特气是中国国内化工尾气分离行业的龙头。凯美特气是国内最大的食品级液体二氧化碳生产企业同时也向市场供应氩气，氢气，甲烷一氧化碳等工业气体。公司主要产品由于纯度高、质量稳定，得到广大客户的认可。公司已与多家下游企业建立了长期、稳定的合作关系，产品市场占有率逐年上升。凯美特气进军电子气体业务；2017年9月，公司电子特种气体分公司总投资为30,975 万元（不含增值税），新建25 套电子特种气体项目生产装臵，采用低温吸附、深冷精馏分离、电解、催化合成技术。该项目产品为“高端、精细、专业”的电子特种气体混配气体及同位素, 属于电子化学品和核能范围内的同位素，应用领域广泛，主要用于生产环节隔离去氧化、做保护气、半导体清洁气体等，主要应用于电子、激光、医药、航天等领域，且产品价格昂贵，项目具有良好的经济性。项目建设期为三年。预计年均销售收入预估为14,395 万元（含税），年均利润总额7,390 万元。凯美特气特种稀有气体试生产；现按照市场情况分期分批投入建设，先期启动一期项目建设，项目一期总投资19,739 万元（不含增值税），建设规模为新建12 套电子特种气体生产及辅助装臵；2020年初目前已完成工程主体建设及设备安装、调试工作，且试生产方案经专家评审通过，符合试生产条件，将进入试生产阶段。

9）.三孚股份

主要涉及气体：外延沉积气体三孚股份是一家资源综合利用，产业循环发展的高科技化工企业。2017年6月三孚股份在沪市主板成功挂牌上市。三孚主要产品包括三氯氢硅、四氯化硅、光纤四氯化硅、氢氧化钾、硫酸钾、特种气体等。产品广泛应用于光伏、光纤、精细化工、肥料、电子芯片等领域。三孚股份围绕三氯氢硅、四氯化硅、氢氧化钾、硫酸钾“两硅两钾”生产系统实现协调联动生产,资源循环利用，产品互相支撑的循环产业链条初步形成，走出了一条化工行业绿色循环发展新路。三孚股份2017年底开始进军高纯电子特气领域(二氯二氢硅和三氯氢硅)。在2017年12月，三孚股份发布公告，拟通过全资子公司唐山三孚电子材料有限公司投资建设年产500吨电子级二氯二氢硅及年产1000吨电子级三氯氢硅项目，项目投资总额28,724万元。预计年营业收入为24,574万元，年均利润总额为12,631万元，本项目全投资内部收益率（税后）为28.77%，投资回收期（税后）为5.18年（自建设之日起）。

10）.和远气体

主要涉及气体：空分大宗气体和高纯氢气、氧气湖北和远气体股份有限公司是一家致力于各类气体产品的生产与服务、工业尾气回收循环利用以实现节能环保效应的综合解决方案提供商及运营商。公司气体产品按种类可分为医用氧气、工业氧气、食品氮气、工业氮气、氩气、氢气、氦气、天然气、二氧化碳、乙炔、丙烷、各类混合气等多种气体，主要满足化工、食品能源、照明、家电、钢铁、机械、农业等基础行业和光伏、通信、电子、医疗等新兴产业对气体和清洁能源的需求。和远气体创办于2003年，截止2016年，相继在宜昌、荆门、武汉、黄冈等全省范围内成立了14家工业气体瓶装连锁全资子公司、宜昌与浠水2个氧、氮、氩空分生产基地，枝江、宜都两个液化天然气生产基地、宜昌2000m3/h高纯氢生产基地、武汉100m3/h高纯氦生产基地。

五、A 股相关电子气体上市公司

国内少数电子气体已经完成突破，业绩爆发即将到来。国内电子特气代替主要有四种方式。第一，产能优势来降低成本进入国际主流晶圆厂。第二，通过收购国际知名公司直接打入核心供应链。第三，通过特定气体进入核心供应商。第四，业务扩展进入供应商名单。

• 1）通过产能优势快速切入半导体刻蚀气体，部分含氟气体已经实现国产替代，如三氟化氮、六氟化硫，代表企业有中航重工（718所）、昊华科技（黎明院）、雅克科技（科美特）、南大光电（飞源气体）；
• 2）通过技术升级切入半导体化学沉积，部分国产替代初显成效，如六氟化钨、四氟化碳，代表企业有中航重工（718所）、昊华科技（黎明院）、雅克科技（科美特）；
• 3）通过某种特气进入核心供应商，切入多种半导体气体，代表企业有华特气体，南大光电；
• 4）从空分气体或者大化工进入半导体领域，具备技术及产能储备，代表企业有巨化股份（中巨芯）、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体。