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国产半导体历史级“供血不足”,电子特气自主化势在必行,国产化行至几何?

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-10-16 16:35:49

电子特气被誉为电子工业的“粮食”,广泛应用于半导体、平板显示及其它电子产品的生产过程,是电子工业生产中的关键材料。目前,电子特气技术壁垒高,国外企业仍占据行业主导地位,提高电子特气的国产化率至关重要。

中船特气发布公告称,公司拟在河北省邯郸市肥乡区建设年产150吨高纯电子气体项目,预计项目总投资约4.89亿元,将根据项目建设进度分批次投入。

纯度是电子特种气体重要指标之一,通常用百分数表示,如99.99%(4N)、99.999%(5N)、99.9995%(5N5)等。纯化是实现电子特种气体应用的关键,需要将自产或外购粗品气体提纯到4N-6N的纯度,杂质含量也是下游客户审核认证时把控的主要指标。

目前我国的电子特气行业仍呈现高端产能不足,进口依赖严重的状态。业内人士判断,产业链的松散和稀缺带来了较大的国产替代新机遇,那些率先布局高端产能,拥有丰厚技术储备的企业有望在未来产业链的爆发中占据先机,迎来更大的发展空间。

1、国产化水平持续提升

部分高端产品供应能力实现突破

我国电子气体产业基础薄弱,但随着中国新型显示产业和半导体产业的快速发展,国际电子气体供应商纷纷进入中国。如液化空气在张家港建设了电子气体生产基地并在南通生产氨气;林德集团在苏州建立了电子特种气体分装厂并生产混合气体等。

另一方面,近10年来,国内一批专业化的电子气体生产企业快速成长,不断实现高端品种的技术突破,与国外的技术代差逐渐缩小。国产电子气体越来越多地进入下游大客户的供应链,特别是三氟化氮等部分产品还大量出口。

国产半导体历史级“供血不足”,电子特气自主化势在必行,国产化行至几何?

我国半导体集成电路行业用电子气体整体国产化率持续提升(目前约为40%)。其中,8吋及以下晶圆用电子气体已基本实现自主供应;12吋晶圆用电子气体仍有一定差距,国内技术总体与国外先进水平相差1-2代。

新型显示面板行业用电子气体国产化率大幅提高到了60%左右。其中,薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)用三氟化氮、硅烷、氯气、氦气等主流电子气体都实现了国产供应,部分产品达到100%国产供应;有机发光二极管(OLED)显示用氧化亚氮、四氟化碳等主流电子气体已实现国产大批量供应,个别产品如离子注入用的三氟化硼(BF3)仍依赖进口。

近年来,国内高端电子气体产能逐步建成并实现批量供货。比如,金宏气体自主研发的超纯氨、高纯氧化亚氮等产品供应中芯国际、海力士、镁光、联芯集成、积塔等一批知名半导体客户。中船特气的三氟化氮、六氟化钨产品已成功应用于集成电路5nm先进制程,氯化氢实现量产并完成客户认证。华特气体自主研发生产的4款光刻气体获得荷兰ASML和日本Gigaphoton公司认证,分别是Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne,实现了光刻气产品对于下游半导体光刻用准分子激光设备厂商的全覆盖。

广州广钢气体能源股份有限公司近年来成长为新型显示、集成电路制造领域超高纯电子大宗气体大规模供应的内资企业。2021年以来,陆续中标晶合集成、长鑫存储、中车半导体等知名厂商的现场制气项目。实现了内资气体公司在集成电路制造领域供应超高纯电子大宗气体的突破。并成为方正微、长鑫集电、粤芯半导体、青岛芯恩新建产线的电子大宗气体供应商,有效推动了电子大宗气体在集成电路制造领域的国产替代。

2、半导体和光伏产业发展迅速

市场需求持续扩大

受益于半导体集成电路、光伏等产业的快速发展,2022年世界和中国电子气体市场规模持续扩大。

1)国内新增晶圆集中在12吋和8吋

得益于半导体产品市场的快速增长,国内晶圆厂纷纷加入产能扩张的大军。根据公开数据显示,2021年中国半导体晶圆产能(折合8吋)为407万片/月,其中12吋晶圆实际产能约 104 万片/月,8吋晶圆 102 万片/月,6吋及以下晶圆127 万片/月。2022年,中国半导体晶圆产能增加83.5万片/月(折合8吋)。

2)光伏产业高速发展

2022年,国内光伏大基地建设及分布式光伏应用稳步提升。国内光伏新增装机超过87吉瓦(GW);全年光伏产品(硅片、电池片、组件)出口达到512亿美元,光伏组件出口达到155GW,有效支撑国内外光伏市场增长和全球新能源需求。

在绿色环保、节能减排的背景下,全球光伏装机规模不断扩大。欧洲能源危机以及日益增加的气候问题和对净零排放的推动,使得欧洲太阳能市场在2022年出现爆发式增长。在俄乌冲突的刺激下,传统能源价格快速升高,欧洲各国积极推动能源转型,开始大量从中国进口光伏组件。2022年,欧洲依然是中国光伏组件最主要出口市场,出口量同比增长114.9%。

光伏系统中最重要的是组件,组件的构成核心材料是电池片,光伏产业的高速发展,带动电池片产量快速增长。2015-2022年,得益于中国电池片产业的快速发展,世界电池片年产量从62GW增长到350GW,年均增速高达28%。2020年,中国电池片产量135GW,同比增长22%。2022年,中国电池片产量达到318GW,同比增长61%。

我国太阳能电池片产量占全球总产量比例较高且优势突出,从而持续拉动中低端电子化学品市场增长。

3)世界面板产能持续向国内转移

当前,世界新型显示产业竞争格局日趋明显,主要聚焦在东亚地区,逐步向中国大陆集中,并形成以中国大陆、中国台湾、韩国、日本“三国四地”的竞争格局。

中国面板产能迅速增长,产能规模现在位居世界第一。过去10余年间,中国大陆面板厂市场出货面积份额从不足30%逐步提高到2022年的约60%。

2022年,受世界消费电子市场疲软冲击,主要消费电子品牌急于去库存,一度停止面板采购,令面板价格骤降,世界面板行业遭遇了20多年来最大跌幅,产值同比下跌约27%。多家面板企业陷入亏损,被迫削减面板产能利用率。

3、电子特气国产化行至几何?

那么,国产电子特气企业能否在强敌林立、壁垒高筑的市场中闯出一番天地?从经济效益、政策扶持和企业战略三个角度来看,是必定的。

从经济效益的角度来看,全球气体行业形成了德国林德集团、法国液化空气集团、日本大阳日酸、美国空气化工产品公司四家巨头公司垄断的行业格局,总共占据全球七成以上的市场份额。

国产半导体历史级“供血不足”,电子特气自主化势在必行,国产化行至几何?

而寡头垄断自然而然的结果便是超高的利润率,同时,市场也存在明显的进入障碍,但只要后来者真正踏足该行业,成功“分到一杯羹”,后期带来的经济效应便是巨大的。

从政策扶持的角度来看,电子特气作为半导体等新兴产业的关键核心材料,面临下游市场需求扩张,而进口产品价格高昂、交货周期长且国际形势动荡对电子特气供应带来极大的不稳定性,严重制约了我国战略新兴产业的健康稳定发展。

为保障我国战略新兴产业关键材料稳定供应能力,未来我国气体行业亟需通过自主创新,增加产品种类,提高国产化率,以早日解决电子特气受制于人的局面,而政策上也在给予不断的鼓励与扶持。

而企业战略角度来看,国内企业在特气产品研发生产上进行差异化竞争,各企业侧重的研发项目各异,主打“以点击破,逐渐扩散”的打法。

其中,金宏、华特、凯美等企业高度重视研发能力,逐年提高研发支出,积极推进先进电子材料生产技术突破,目前已在多项制备及纯化工艺上达到了国际领先水平,同时在多类电子特气产品上完成了自主研发生产,实现了进口替代,未来将向更多品类、更高纯度的特气产品突破。

可以说,站在当前时点来看,相比于国外的一流企业,我国电子特气生产公司仍然存在着极大的差距,大多数企业能“硬碰硬”的只有少数几种核心产品,配套能力亟待提升。

但是,随着各电子特气企业不断加大研发投入,也有望凭借核心产品向全品类平台型公司进发,最终实现真正的电子特气国产化。

其中,华特气体作为兼具产品研发和客户优势,特气产品种类最完备的上市企业之一,有望先行摘得行业红利,享受估值快速成长。

华特气体成立自 1999 年,2005 年确立以特气作为研发方向,2011 年以半导体用特气作为主攻方向,目前,公司主营业务以特种气体的研发、生产及销售为核心,辅以普通工业气体和相关气体设备与工程业务。

公司作为国内第一批以电子特气为主营业务的公司,是国内最先实现高纯六氟乙烷、高纯一氧化氮等特气量产的企业,并逐步实现了高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷等 50 余种产品的进口替代。在2022年,公司的高纯碳氢、高纯含硅气体等产品研发取得进一步突破,以期打破日韩等国外企业的垄断,截至去年,在研项目新增至53个,公司取得的生产、经营资质覆盖产品种类超过100 种。

外部认证方面,2017年和2021年,公司自主研发的光刻混合气先后通过了全球最大光刻机制造商ASML和EUV开发商GIGAPHOTON的认证,是目前国内唯一一家光刻气产品同时通过两大头部外企认证的公司。

国内客户方面,伴随着纯度、精度和稳定度持续提高以及市场开拓的深入,公司产品获得了下游相关产业一线知名客户的广泛认可,并实现了对国内8寸以上集成电路制造厂商超过 80%的客户覆盖率,解决了中芯国际、华虹宏力、长江存储、京东方等客户多种气体材料供应问题,是国内进度最快的电子特气企业之一。

而伴随着电子特气业务的深化,公司业绩保持增长态势,特气业务也逐渐成为主导。2018-2022年间,公司营收由8.18亿元提升至18.03亿元,归母净利润由0.68亿元提升至2.06亿元,年均复合增速分别达到21.85%、31.93%。分产品来看,2022年公司电子特气营收与毛利占比分别达到 73%、84%,创出新高。

随着我国高精工业产业尤其是集成电路、液晶面板、LED及光伏产业的不断发展,作为现代工业的基础原材料,电子特气的重要性正在伴随其用量的增加日益凸显。

就是这样重要的基础产业,却因技术、资质、政策、资金壁垒等种种原因,让国外企业长期占据行业主导地位,将国产厂商“拒之门外”。

但立足于下游产业需求即将回暖提升的2023年,在保障供应链安全、产业降本、政策扶持、企业技术突破的四大推动之下,电子特气国产化进程正在加速。

而以华特气体为代表的中国特气企业在部分产品上已经逐渐实现技术突破,产能开始释放并逐步进入下游企业供应链中,随着我国企业产能的不断释放,相关企业的估值有望再次提升。