工业气体细分类别市场规模如何？

根据 Linx Consulting 数据，2021 年全球电子特气市场规模中，三氟化氮达 8.8 亿美元，占比约 20%；六氟化钨达 3.4 亿美元， 占比约 8%；六氟丁二烯达3.1 亿美元，占比约 7%。

1.含氟特气：用量规模大，国产化率相对较高

从国内各种电子特气的具体情况来看，含氟特气（特别是三氟化氮、四氟化碳、六氟化钨）具有用量规模大、国产化率相 对较高的特点，主要是由于国内对三氟化氮等含氟特气的需求量大，早期严重依赖进口的局面限制了相关产业的发展，因 此在政策大力支持下，含氟特气成为中船重工 718 所首批研发的特气产品，从而加快实现了技术突破和国产替代。

1.1 三氟化氮：国产化较成功的特气，中短期供过于求，长期需求增势更为强劲

高纯三氟化氮（NF3）常温下具有化学惰性，高温下则比氧气更活泼、比氟更稳定，具有非常优异的蚀刻速率和选择性（对 氧化硅和硅的选择性），且在被蚀刻物表面不留任何残留物，可作为刻蚀剂用于芯片和液晶显示面板的加工，同时也是非常 良好的清洗剂，可提高清洗速率，主要用于化学气相淀积（CVD）装置的清洗。 三氟化氮作为目前应用规模最大的特气，出于国防产品研发需要，七一八所较早就开始从事其研发工作，属于国产化较为 成功的特气产品，目前已基本实现了在各应用领域的国产替代。 2017-2021 年，全球三氟化氮需求年复合增速约为 10.3%，供应年复合增速为 14.7%，整体供过于求；我国集成电路、显 示面板等下游产业高速发展，国内三氟化氮需求旺盛，2017-2021 年需求复合增长率达 23.60%，国内供应尚无法满足需求； 2022-2023 年随着国内企业中船特气（现有年产能 9250 吨，规划到 2023 年增加 3250 吨/年）、南大光电（现有 3800 吨/年，规划 2023-25 年新增 8200 吨/年）、昊华科技（现有 2000 吨/年，规划新增 3000 吨/年）较大规模三氟化氮项目的集中 投产，叠加海外 SK Materials、晓星、关东电化等企业产能释放，国内外三氟化氮市场短期将呈现供过于求的局面。

未来，随着集成电路制造厂产能逐步扩张，制程技术节点微缩、芯片尺寸缩小、3DNAND 多层技术发展，集成电路对精度 的要求提升，刻蚀、沉积、清洗等次数增加，国内外三氟化氮需求增速有望超过供给增速，预计到 2025 年全球三氟化氮需 求量较 2020 年将扩大超一倍达到 6.37 万吨左右，2022-2025 年需求年复合增速预期达 15%左右，到 2025 年全球三氟化 氮需求量有望超过供给从而形成供需缺口；国内集成电路产业继续保持高发展，同时国产替代进程加速推进，或将为国内 三氟化氮市场需求带来更大的增长空间，假设 2023-2026 国内三氟化氮需求保持 25%左右的年复合增速，结合各企业产能 规划测算，2023-2024 年国内三氟化氮供需缺口有望进一步收窄，到 2025年扭转为供不应求的局面。但考虑到近几年三氟 化氮市场竞争加剧，短期内整体仍将呈现供过于求的局面，因此预期价格或呈波动下降趋势。

1.2 六氟化钨：国产化率较高，供需结构类似三氟化氮

六氟化钨可通过化学气相淀积法（CVD）形成金属钨，用该法制成的钨具有低电阻率、高抗电迁移性以及填充小通孔时具 优异平整性等优点，通过离子注入或 CVD 法在晶圆加工中形成的硅化钨或钨膜可作为集成电路的配线材料，用作电路互连 线和栅极，还可用于抗 X射线、γ射线的保护罩及高效太阳能吸收器生产中。 六氟化钨供需结构和三氟化氮类似，同时也是中船重工 718 所首批大力研发的特气产品，因此国产化率也较高，基本在各 领域实现了国产替代。从国内市场现状来看，2022 年由于中船特气、昊华科技等公司较大规模产能的释放，国内六氟化钨 呈现供过于求的局面；长期来看，国内集成电路产业正处高成长通道中，单张芯片层数用量增加，叠加下游产能扩张，预 计到 2025 年国内六氟化钨需求量将达 4500 吨，20-25 年复合增速达约 42%，超过供应增速，转为供不应求的局面。

从全球市场来看，根据 TECHCET 数据，2021 年全球六氟化钨需求量约为 5675 吨，供给量约 6497 吨（主要来自 SK Materials1800 吨/年、关东电化 1400 吨/年、厚成化工 720 吨/年等），总体供给仍大于需求；随着集成电路产业发展，3D NAND 层数从 32 层发展至 64、128 层，叠加存储芯片 DRAM、3D NAND 等产能拉升，六氟化钨用量有望大幅增加，预 计到 2025 年需求量将超 8900 吨，较 2020 年增长近 1 倍，20-25 年复合增速达约 14%，或将扭转当前的供需格局。

1.3 六氟丁二烯：技术壁垒较高，国产化率仍有待提高

六氟丁二烯主要用作 3D NAND 的蚀刻气体，具有高选择性、高蚀刻精度、高蚀刻效率、低环境污染等优点，发展潜力大， 但由于制备过程多且复杂，具有一定技术壁垒，单价较高。预计 2026 年全球 NAND 销量较 2021 年增长 3 倍以上，除产 量增长外，未来随着 3D NAND 的堆叠层数由 128 层向 200 层以上迈进，蚀刻所耗用的气体量将不断增长。 根据产业在线数据显示，2019 年及以前，六氟丁二烯国产化率不足 30%；2020 年起，随着半导体国产化浪潮的推进，大 大催生了含氟特种气体需求，国内厂商加大研发力度，逐渐扩大六氟丁二烯产能布局，六氟丁二烯国产化率有较大幅度的 提升，预估已达到 50%以上。当前，国内主要生产企业有中巨芯、中船特气、和远气体、南大光电等。

2.硅烷气：电子级产品高进口依存度，国内企业积极规划新建产能

硅烷在半导体工业中主要通过气相淀积法制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层和异质或同 质硅外延生长原料、以及离子注入源和激光介质等，还可用于制作太阳能电池、光导纤维、LED 和 TFT-LCD 的外延片等。 电子级甲硅烷方面，自国内企业“硅烷科技”的相关产品实现量产后，我国硅烷产品逐步摆脱严重依赖进口的局面，同时 改变了硅烷气的供需结构和价格，当前我国国产硅烷气基本能满足太阳能电池、液晶显示面板、LED 领域的质量要求，但 在纯度要求更高（需电子级硅烷气）的大规模集成电路领域仍有较大提升空间。国内电子级甲硅烷主要生产商包括硅烷科 技、中宁硅业（多氟多子公司）、湖州迅鼎等，隆众资讯预计甲硅烷市场在 2023 年达到供需紧平衡，价格或能维持高位。

电子级乙硅烷方面，因其易分解的化学特性，在 PECVD/LPCVD 加工中成膜温度低、速率快、膜质量均匀，应用空间广阔， 由于生产难度较大，技术需外购。国外主要生产企业有液化空气和林德集团，2021 年全球六氯乙硅烷的市场规模约为 150 吨，预计 2025 年将超过 200 吨。目前国内可量产乙硅烷的企业较少，主要在产企业有湖州迅鼎 240吨/年（2019 年投产）， 全椒亚格泰一期 10 吨/年已通过环评、另有 10 吨/年拟建项目，中宁硅业（多氟多）远期规划建设 300 吨/年。 电子级二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅方面，主要可通过薄膜沉积和蚀刻工艺用于微处理器、逻辑芯片、存储芯片等半导体硅 片外延片的生产加工。其中，2021 年全球二氯二氢硅的市场规模约为 700 吨，预计 2025 年将超过 1200 吨。由于电子级产品生 产难度高，目前国内可量产企业较少，基本依赖进口，三孚股份、和远气体、沁阳国顺、中宁硅业、洛阳中硅、金宏气体等的百 吨级至千吨级项目正在规划建设中，预计 24-25 年相关项目的陆续投产将加快国内电子级硅烷气的国产替代进程。

3.磷烷和砷烷：海外出口限制，国内企业待放量

砷烷、磷烷主要用于集成电路制造的掺杂工艺和 LED 的化学气相沉积工艺，是半导体领域加工制造过程中的关键材料之一， 其质量对电子器件良率和性能有直接影响，且国外对该类产品进行严格的出口限制，因此提升国内磷烷和砷烷的自主研发 生产能力具必要性。 根据 QY Research 数据，2022 年全球磷烷、砷烷产能分别约为 240 吨、135 吨，预计到 2028 年将分别达到 480 吨、 290 吨，2022-2028 年复合增长率分别为 12.25%、13.59%，保持稳健增长。国内磷烷和砷烷的产能增速更快。2022 年国 内高纯磷烷产能实现 102 吨，占全球比例为 42.51%；2024 年将达 212 吨，占全球比例为 55.79%；至 2028 年预计将达 到 292 吨，占全球比例上升至 60.83%，2022-2028 年复合增长率达 19.16%，增速高于全球水平。2022 年国内高纯砷烷 产能达约 50 吨，占全球比例为 37.03%；2024 年将达 160 吨，占全球比例为 60.38%；至 2028 年预计将达到 180 吨，占 全球比例再升至 62.07%，2022-2028 年复合增速达 23.80%，亦高于全球水平。

国内市场销售规模也呈快速增长趋势。根据 QY Research 数据，国内磷烷 2021 年市场规模约为 10802 万元，预计到 2028 年将达 33000 万元，全球占比将达到 46.02%；国内砷烷 2021 年市场规模为 8412 万元，预计 2028 年将达到 15880 万元，全球占比将达到38.93%，中国将成为磷烷、砷烷的主要销售地区。 磷烷、砷烷易燃易爆剧毒，国内生产企业较少，目前主要生产企业是南大光电，其子公司全椒南大光电于 2013 年成立， 现已具备 70 吨高纯磷烷、30 吨高纯砷烷产能；2022年募投项目将新增高纯磷烷、高纯砷烷各 70 吨/年产能（含 20吨/年 砷烷技改项目）。此外，华特气体有 10 吨磷烷和 10 吨砷烷年产能，但磷烷为外购其他企业副产磷烷后纯化所得，砷烷为 采购充装性质，其本身并不合成磷烷、砷烷。未来随着南大光电等国内企业新增产能的不断释放，我国磷烷、砷烷国产替 代进程有望再推进。

4.光刻气：高对外依存度，进口替代空间广阔

稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙）除了氩气在空气中的体积含量达约 0.93%，其他 4 种之和在空气中的占比不足 0.003%， 氙和氪被称为“黄金气体”。国内稀有气体市场广阔，但严重依赖进口，据百川统计，2014-2022 年我国稀有气体进口数量 从 2895 吨增至 4073 吨，年均复合增速为 4.36%，除 2022 年外，进口量自 2018年以来整体已呈逐年下行态势，其中占 据绝大部分稀有气体进口量的氦气在 2021 年半导体行业需求高增的情况下，进口量（3682.68 吨）仍同比下降了 0.67%， 侧面反映出国内提氦项目已逐步进入投产期，国产替代进程加快。进口金额方面，2014-2022 年我国稀有气体进口额从 1.65 亿美元增长至 5.42 亿美元，年均复合增速达 16.03%；进口国家方面，主要进口自卡塔尔，占比超80%。

乌克兰占全球氖气产量的 50%-70%，全球氪气和氙气产量的 40%和 30%，2021 年下半年-2022 年上半年俄乌战争导致 Ingas、Cryoin 和 Iceblick 三家稀有气体业务生产地布局在乌克兰的公司被迫停产，全球稀有气体货源紧张，叠加半导体、 光伏等产业需求增加，推动稀有气体价格在此期间高涨；2022 年下半年需求弱势影响下，稀有气体价格已回落至较低的水 平；2023 年 2 月，Ingas 公司负责人称，在乌克兰控制区的备用工厂生产恢复取得新进展。

海外生产稀有气体的企业有林德集团、太阳日酸、韩国 TEMC 和生产地位于乌克兰的 Cryoin、Ingas 和 Iceblick 等公司。 国内为逐步摆脱稀有气体资源匮乏，长期严重依赖进口的局面，企业正加速布局氦/氖/氪/氙等气体的产能规划，目前国内 生产稀有气体的企业主要有凯美特气（现有产能 22.465 万方/年，计划 23Q2 新增 9 万方空分稀有气体产能），华特气体 （新建 135 吨/年稀有气体，建设期 2 年），盈德气体（拟分期建设两套亚太区单体最大的氪氙精制装置）等，宝武清能 （拟规模化布局稀有气体产能，22 年内增长约 46%的氙气产能）。 其中，华特气体的光刻气（稀有气体和氟气等的混合气，Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne 等）通过了 ASML 和日 本 GIGAPHOTON 的认证，是国内唯一一家通过两大海外光刻领域龙头企业认证的公司；凯美特气的光刻气产品在 2023 年 2 月也通过了 ASML 子公司 Cymer 的合格供应商认证，踏出了其打入头部光刻企业供应链的关键一步。