电子气体国产化助力新旧产品放量,大宗气体扩 产提供稳定现金流。
1、 借力国产化趋势,电子气体新旧产品皆有望放量
1.1、 扩产能、扩品类,把握电子特气国产替代机会
公司特种气体包括超纯氨、高纯氧化亚氮、电子级正硅酸乙酯、高纯二氧化碳、 高纯氢等。公司已成功进入多个电子行业下游客户供应链。在集成电路行业,公 司现已供应中芯国际、海力士、新加坡镁光等领先厂商;在液晶面板行业供应天 马微电子、TCL 华星、中电熊猫等知名客户;在 LED 行业,向聚灿光电、乾照 光电、华灿光电等企业供货;在光纤通信行业,已与亨通光电、富通集团、住友 电工等企业建立合作;在光伏领域,已成为通威、隆基股份、天合光能等公司的 供应商。
超纯氨为公司优势产品,2022 年销量已超万吨。超纯氨是半导体工业中的重要 电子特种气体,常作为氮源与硅烷或其他硅化物反应,形成氮化硅或氮氧化硅薄 膜。在集成电路领域,主要通过 CVD 工艺沉积生长氮化硅介质层,用作绝缘层、 保护层或活性薄膜;在新型显示领域,主要用于生成氮化硅和氮氧化硅半导体膜, 以此作为开关控制屏幕的电流导通;在 LED、第三代半导体领域,用于与金属 源反应生成氮化镓、氮化铟等;在光伏领域,主要通过 PECVD 工艺沉积生长氮 化硅或氮氧化硅,在 PN 结硅表面形成减反射膜以提高太阳光吸收率。
巩固超纯氨产能优势,大力发展多个特气产品产能。截至 2022 年底,公司具备 在产产能:超纯氨 1.2 万吨/年、氢气 6180 万立方/年(根据公司口径,氢气划分 在特种气体中)、高纯二氧化碳 1.1 万吨/年,正硅酸乙酯 1200 吨/年。公司特种 气体在建产能较丰富,在超纯氨已有产能基础上扩建 1.6 万吨/年,建成后将有 2.8 万吨/年的产能,其余在建产能有:全氟丁二烯 200 吨/年、一氟甲烷 100 吨 /年、八氟二氢硅 500 吨/年、二氯二氢硅 200 吨/年、六氯乙硅烷 50 吨/年,预计 2023 年投产,乙硅烷和三甲基硅胺各 10 吨/年,预计 2024 年投产。
可转债电子特气项目主要扩展蚀刻及外延工艺环节的气体品类。根据公司可转 债募集说明书,公司计划建设多种电子行业高端专用气体生产线,主要包括电子 级全氟丁二烯、电子级一氟甲烷、电子级八氟环丁烷、电子级二氯二氢硅以及电 子级六氯乙硅烷等 5 个品种。其中,全氟丁二烯、一氟甲烷、八氟环丁烷主要用 于半导体晶圆刻蚀工艺,特别是先进制程,全氟丁二烯受益于 3D NAND 堆叠层 数不断增加带来的刻蚀气体需求提升。根据公司可转债募集说明书,预计 2021- 2025 年期间,一氟甲烷和八氟环丁烷的需求量将以高达 14.59%和 13.62%的复 合增速增长;二氯二氢硅以及六氯乙硅烷主要应用于半导体外延工艺, 2021- 2025 年复合增长率分别高达 14.42%和 7.46%。
公司在研发方面积累了较为丰富的储备,覆盖从刻蚀到沉积、清洗等多个环节。 根据研发项目情况看,在化学气相沉积方面,公司的正硅酸乙酯和硅基前驱体材 料正在研发 9N 级纯度的产品,中试生产规模已经成功运行。除此之外,公司仍 在积极布局刻蚀和清洗等环节的研发,为今后新产品的上市做好准备。
1.2、 锁定氦气、硅烷气气源,提升产品竞争力
氦气作为特种且稀有的工业、电子气体,广泛应用于半导体制造,我国主要依靠 进口。氦气密度(0.1786 kg/m3)和沸点(-268.85°C)都极低,化学性质不活 泼,随着科技的发展,氦气因其特性在低温超导、医学成像、半导体、设备检漏 以及焊接等领域被广泛使用。截至 2021 年底,全球氦气资源主要集中在美国、 卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯和加拿大等国家,2020 年,中国氦气需求量为 2125 万立方米,进口量为 2072 立方米,中国目前氦气资主要依赖进口。 公司采购的氦气气源均为间接来自于海外市场,以充装的自产方式进行销售, 2022 年公司开拓海外氦气资源,购置自有氦罐,共计进口 6 个氦罐的氦气,实 现氦气销售收入 7516.06 万元,同比上升 121.18%,未来随着公司持续推进进 口氦气资源储备战略,氦气销售收入有望进一步提升。

与协鑫集团子公司签订硅烷供应协议,锁定硅烷气源。硅烷作为一种提供硅组分 的气体源,广泛应用于微电子和光电子工业,可用于生产太阳能电池、平板显示 器、玻璃和钢铁镀层。目前硅烷也是世界上唯一用于大规模生产高纯度粒状硅料 的中间品。2022 年 9 月,公司与协鑫子公司江苏中能硅业签署合作框架协议, 在硅烷气销售领域将建立战略合作关系,将有效增加硅烷产品供应,增强公司竞 争优势。
1.3、 发展 TGCM 模式,定位半导体综合气体及相关服务供应商
TGCM(Total Gas and Chemical Management,全面气体及化学品运维管理服 务)指气体供应商为半导体制造商提供的一整套气体及化学品综合服务,除供应 气体外,提供多项增值服务,如气体容器连通、环境监测、分析服务、库存管理、 工程级技术服务、废物管理等。 TGCM 供应模式适配半导体客户的需求,具有较强竞争力。大宗气体的传统应 用领域,如冶金、石化等行业用气品种较为单一,多采用大型现场制气,通常不 需要 TGCM 服务;中小型气体用气量较小,无需复杂的气体制备及输送设备, 因此也不需要 TGCM 服务。因此,TGCM 模式是大型半导体厂商普遍采用的供 气服务模式。
集成电路制造需经过硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺 环节,需要的特种气体种类较多,同时,由于气体产品的特殊性,其使用过程中 的包装物、管道以及供气系统的处理均会对最终使用的产品性能产生影响。因此, 客户对提供整套气体及化学品综合服务,包括产品管理、设备管理、工程和技术 支持服务、分析服务、信息管理服务以及废物管理的 TGCM业务模式具有诉求。
与客户签订 TGCM 合同,开启供应新模式。根据公司 2022 年年报,公司于 2022 年 8 月与 SK 海力士半导体(中国)有限公司签订 TGM 服务合同,在原有电子 特种气体供应合作的基础上,为海力士提供与其所需电子特种气体相关的运营系 统、质量管理、日常作业、现场管理、零部件领取及更换等方面服务,这是公司 TGCM 业务中首个 IC 半导体客户案例,对增加 IC 客户粘性、协同电子气业务 开拓具有重要意义。 大额、长期电子大宗载气订单为公司提供较为稳定的需求。2021 年 11 月 19 日, 公司与北方集成电路技术创新中心(北京)有限公司签订总金额为 12 亿元的供 应合同,主要供应氮气、氢气、氧气、氩气、氦气及二氧化碳等大宗气体,开启 电子大宗载气战略业务领域;2022 年 2 月 8 日,公司与广东芯粤能半导体有限 公司签订 10 亿元供应合同,实现 Mini-LED,GaN 领域客户的突破。电子大宗 载气项目采用现场制气的供气形式,公司需在对方工厂内指定场地进行设备设施 建设安装。预计未来随着设备调试完成,稳定供气后,将为公司提供稳定的业绩 收入。
2、 大宗气体扩产有望实现量增,横向发展巩固渠道 优势
2.1、 空分产能投产在即,盈利稳定性及原材料自供能力有望进一步 增强
截至 2022 年底,公司大宗气体在产产能为:氮气 3.73 万吨/年、氧气 1.48 万吨 /年,二氧化碳 12 万吨/年。在建产能情况:1)氮气 5.63 万吨/年、氧气 2.36 万 吨/年、氩气 963 吨/年,由控股子公司苏相金宏润担任运营主体;2)二氧化碳 40 万吨/年,包括年产 20 万吨食品级二氧化碳项目、8 万吨干冰建设项目及 12 万吨/年碳捕集综合利用项目,由控股子公司淮南金宏担任运营主体。预计 2023 年,公司大宗气体项目将陆续投产,助力公司产品放量。
2022 年,公司共销售大宗气体 56.29 万吨,同比上升 2.87%,产品均价约 1407.68 元/吨,同比上升 10.23%。公司的大宗气体产品主要包括氮气、氧气、氩气、二 氧化碳等,2022 年氮气、氧气、二氧化碳销量占比分别为 42%、15%、21%。
截至 2022 年底,公司氮气、氧气外购比例仍较高,提升自产产能有利于原材料供应链自主可控。公司所销售的大宗氮气、氧气来源为自产加外购。公司通过空 分装置进行氮气、氧气的生产,2022 年氮气、氧气产量分别为 3.56 万吨、1.27 万吨,外购量占总供应量的比例分别为 85.07%、84.61%。公司通过可转债募集 资金建设空分产能,待项目投产后自产供应比例有望提升,将缓解公司氮气、氧 气等大宗气体现有产能不足的问题,提升大宗气体供应的自主可控。
提升大宗气体自产产能,增强公司盈利稳定性。2020-2022 年,大宗气体的毛利 率分别为 38.12%、27.21%、35.06%,液氮年均价格分别为 588.07 元/吨、765.13 元/吨、714.01 元/吨,液氧年均价格分别为 766.05 元/吨、835.77 元/吨、566.08 元/吨。液氮、液氧为公司大宗气体生产原材料,其价格变动将影响公司毛利率水 平,预计未来公司大宗气体在建产能投产后,有望降低外购原材料价格风险,增 强公司盈利稳定性。
2.2、 横向布局,扩展区域版图,巩固渠道要塞
2022 年公司主营收入中华东地区收入占比达 73.18%,为主要收入来源地区,主 要因公司深耕长三角地区,为该地区较为重要的特种气体和大宗气体供应商。同 时,公司通过新建及收购的方式在其余重要经济区域进行布局。 2020 年-2022 年,华中地区的收入从 0.48 亿元增长至 2.05 亿元,主营业务收 入占比从 4.48%上升至 11.68%,增长显著。主要因公司开始华中地区布局,于 2021 年 8 月 3 日完成对长沙曼德的收购,2022 年为公司收购长沙曼德后第一 个完整年份,其收入为 1.66 亿元,净利润为 0.07 亿元。长沙曼德位于湖南省长 株潭城市群,为长江中游城市群重要组成部分。其主营业务为氧、氮、氩、二氧 化碳、混合气、管道气等民用工业气体,客户有山河智能、中联重科、三一重工、 湖南百事可乐、青岛啤酒等公司。

通过收购、设立子公司等方式进行横向布局,巩固华东地区竞争优势,扩展区域 版图。在华东地区,公司通过收购海宁立申、海安吉祥、泰州光明、七都燃料、 苏铜液化、吴江铜震等公司布局工业气体的充装及销售、物流运输服务,设立全 椒金宏、苏州金宏润等公司建设电子特气产能,进一步巩固在华东地区的竞争优 势。在华东以外地区,2021-2022 年期间,公司在华中地区等收购长沙曼德、株 洲华龙特气等公司,在北京、青岛设立全资子公司,扩展工业气体的充装及销售 业务。针对特定客户,2022 年公司设立金宏淮南公司于安徽省建设二氧化碳产 能,服务安徽普碳新材料和淮南市赛维电子等客户,设立广州金宏服务客户广州 粤芯、设立厦门金宏服务天马光电。
2.3、 扩产氢气产能,布局氢能全产业链,拥抱蓝海市场
2021 年我国纯氢下游消费结构中,电子和半导体需求占比最高,新能源占比较 低。我国工业氢纯度要求为 99%~99.95%,纯氢和燃料电池用氢要求纯度大于 99.99% (4N) 和 99.97%, 高纯氢和超纯氢要求纯度大于 99.999%(5N) 和 99.9999% (6N)。2021 年电子和半导体消费需求占比达 47.5%,是纯氢下 游消费最大的领域,一般要使用高纯氢和超高纯氢;新能源行业用氢占比 3.5%, 占比较低。 交通领域用氢或将迎来快速增长。根据 Air Liquide 数据预测,至 2025 年,全球 氢气产能或达 2000t/d,主要发展动力为公交及轻量商用车,至 2023 年发展到 1.5-5 万 t/d,主要来自重卡及乘用车对氢能的需求。根据《氢能规划》和《节能 与新能源汽车技术路线图 2.0 版》预测,到 2030 年我国氢燃料汽车保有量有望 达到 20 万辆,未来发展仍将保持高速增长,预计届时我国车用氢能消耗量将达 到 30~40 万 t/a。
2022 年,公司实现氢气销量 3.32 万亿立方米,同比上升 18.87%。产能方面, 截至 2022 年底,公司氢气在产产能 6180 万立方/年,由金宏气体、 金苏化工、 张家港金宏等主体运营,在建产能 3440 万立方/年,预计至 2023 年底公司将具 备 9620 万立方/年的产能,未来随着氢能需求进一步释放,公司氢气产品销量有 望进一步提升。
瞄准氢能蓝海市场,公司在氢能产业链的多环节都有所布局:制氢方面, 2023 年 1 月,公司首套 1000Nm3 /小时电解制氢设备下线,氢能设备研发生产公司 重点对中小型 PEM 电解水制氢系统、中小型和大功率碱性电解水制氢系统进行 研发;系统零部件,公司在电解水制氢的催化剂、复合隔膜进行研发,这两个材 料为电解水制氢系统中关键原材料,价值占比较高;储氢及运氢方面,公司正在 进行离子液体高压氢气储运技术的研发以及液态储氢用高效催化剂的研发,与嘉 兴氢能产业发展股份有限公司签署氢气物流服务的合作协议;供氢方面,公司向 江苏重塑能源、苏州英特模科技等燃料电池企业供应氢气,用于系统测试使用;与嘉氢(上海)实业有限公司、奇瑞万达贵州客车等公司签署氢气供应合同,为 江浙沪、川渝地区 15 家氢燃料电池汽车示范项目(含固定加氢站,撬装加氢站) 提供用氢保障。