2024年正帆科技研究报告：以高纯工艺介质系统为起点，多宫格布局产品与应用领域

一、构建多宫格业务布局，现阶段半导体已是第一大下游

1.1 基于同源客户，从高纯工艺介质系统到多宫格业务布局

上海正帆科技股份有限公司前身正帆有限成立于 2009 年，是一家致力于为泛半导体、医药制造等高科技产 业及先进制造业客户提供工艺介质和工艺环境综合解决方案的高新技术企业。根据业务发展进程划分，公司成 长历经四个阶段：1）业务整合期（2009-2011）：2010、2011 年收购正帆半导体、正帆超净，依托对于不同工 艺介质的控制要点和解决方案，对光伏、半导体照明、光纤通信等下游所需的高纯供应设备及系统进行逐一技 术突破；2）业务拓展期（2012-2014）：2012 年投资正帆华东，拓展医药下游；设立合肥正帆，进入高纯特气 领域；3）业务上升期（2015-2021）：公司工艺介质供应系统逐步向半导体、平板显示下游拓展；高纯特气方面 实现砷烷、磷烷的批量销售；4）OPEX 业务成长期（2022 至今）：在高纯特气业务保持稳定的背景下，公司通 过新建及收购等方式扩展大宗气产能，同时开启前驱体项目建设，打开后续 OPEX 业务成长空间，此外零部件 业务 GAS BOX 于 2022 年开始形成销售，并快速放量。

公司装备、材料、服务三位一体业务布局，多下游拓展，构建多宫格战略。公司成立之初聚焦高纯工 艺介质系统，陆续推进向关键零部件的横向扩张、以及向前端气体及先进材料、后端维修维保业务的纵向扩 张，无论横向还是纵向业务扩张，均是围绕同源客户展开。目前公司已形成制程关键系统与装备类、气体及 先进材料、专业服务维修维保业务的三位一体定位，其中系统装备类业务与客户 CAPEX 相关，气体材料和 服务类业务与客户 OPEX 相关。应用领域方面，公司主要需求来自泛半导体（半导体、光伏、面板等）、 生物医药等高端制造产业的固定资产投资支出和运营支出，经历了从平板显示到光伏，再到现在以半导体为 主的下游构成。

制程关键系统与装备业务：主要包括电子工艺装备和生物制药设备，分别应用在泛半导体和医药领 域。①电子工艺装备：工艺介质供应系统为主，是公司成立以来的核心业务，工艺介质供应系统主要用 于气体、化学品的输送分配、蒸发冷凝、混合稀释以及其他步骤；通用模块/子系统 GAS BOX 从 2023 年 开始放量，GAS BOX 是一种在半导体工艺设备侧的模组化气体供应系统，是半导体干法工艺设备中极为 重要的通用子系统；此外，2024 年 8 月 20 日公司发布公告，拟与国内专注于硅基与碳化硅良率控管的精 密光学检测量测设备供应商文德昌潍合作，共同投资开发半导体检测量测设备业务，至此，公司在电子工 艺装备布局再下一城。②生物制药设备：为医药制造产业提供洁净生产所需的制药用水、流体工艺等关 键系统解决方案。 核心材料：主要包括电子特气、电子大宗气与前驱体。公司早期已有电子特气自产能力，能够稳定 量产砷烷和磷烷，2022 年以来公司逐步提高电子大宗气产能，开启电子特气和大宗气“双轮驱动”布 局；此外，公司在铜陵电子材料生产基地投建的前驱体制造基地，将覆盖 20 余种前驱体产品，涉及硅 基、金属基、High-K 和 Low-K 四大品类，2023 年已开始小批量客户导入，预计 2024 年内逐步达到量 产。 专业服务：对客户已建成的电子工艺设备、生物制药设备提供后续配套服务，包括技改工程、设备 销售、配件综合采购、维修保养及运营等服务。

1.2 受益下游景气以及自身成本控制与产品结构优化，业绩保持快速增长

受益下游投资景气，公司营收保持较快增长。2017-2023 年，公司营业收入 7.07 亿元增长至 38.35 亿元，期 间复合增长率为 32.55%。公司近年来的发展主要得益于下游各行业固定资产投资的迅猛增长，2020 年以前光 伏、半导体照明、平板显示行业需求旺盛，带动公司规模快速增长；2020 年受疫情影响客户项目进展及公司确 收出现延后，营收出现下降；进入 2021 年后，随着下游半导体、光伏、生物医药等行业高景气度，公司营收重 回高增长态势。

成本控制得当以及总体产品结构优化，带动公司整体毛利率上行。2017-2023 年公司毛利率从 21.17%提升 至 27.11%，整体呈上升趋势，主要受益于公司主动采取各种措施提升内控管理水平，并且业务重心一定程度上 侧重于半导体等毛利率更高领域。分业务毛利率来看，MRO＞电子工艺设备＞生物制药设备＞气体及先进材料， 主业电子工艺设备毛利率近年来逐步提升，估计主要系毛利率相对较高的 GAS BOX 业务占比逐步提升。

公司期间费用率相对稳定，结构持续优化。公司期间费用率从 2017 年的 14.82%提升至 2024H1 的 18. 21%， 提升了 3.39pct，整体呈现波动上升趋势，其中销售、管理、财务费用率则保持相对稳定，主要是因为研发费用 率同期从 4.53%提升至 8.43%，提升了 3.90pct，主要系公司在技术拓展更新、产业升级方面研发投入的物料消 耗增加及研发人员增加所致。 公司净利润相比收入保持更快增长。2017-2023 年，归母净利润从 0.31 亿元增长至 4.01 亿元，期间复合增 长率为 53.64%，主要受益于整体毛利率上行，2017-2023 年公司净利率从 4.05%提升至 11.04%，整体呈上升趋 势。

2024H1 权益性投资公允价值变动，扰动公司利润口径相关增幅。2024H1 公司实现营业收入 18.52 亿元， 同比增长 37.78%；归母净利润 1.05 亿元，同比下降 29.94%；净利率 6.72%，较 2023H1 同比下降 5.70pct，降幅 较大。总体来说，公司收入端继续保持较快增长，而归母净利润和净利率同比降幅较大，主要是受二级市场价 格波动影响，截至 2024H1 末公司对青岛聚源银芯股权投资合伙企业（有限合伙）的权益性投资公允价值同比下 降导致非经常性损益下降所致，但扣非净利润仍实现了同比 53.05%的稳步增长。

公司新签合同增长强劲，后续业绩增长有支撑。新签合同方面，2022 年公司新签合同 41 亿元，同比增长 53%；2023 年新签合同 66 亿元，同比增长 60%；2024H1 新签合同 39 亿元，同比增长 10%，新签合同保持高 增，业绩支撑强劲。

1.3 客户结构多元化，平抑下游波动能力强

公司在泛半导体、光纤通信、医药制造等领域均积累了强大的客户资源，客户包括中芯国际、京东方、三 安光电、亨通光电、恒瑞医药等国内知名客户以及 SK 海力士、德州仪器等国际品牌客户。不同客户对于工艺 介质供应系统和气体的要求不同，以设备要求较高的半导体、平板显示领域为例，目前公司已经能够与国外同 行业知名品牌同台竞争，并为客户提供核心解决方案。其中，公司已成功打入大陆领先的中芯国际 14n m 制程 Fab 厂的供应链体系，并为其提供特气、大宗气体相关设备及系统服务。

公司收入集中度较低，前五大客户合计收入占比约 30%。2017-2024H1 期间，公司前五大客户合计收入占 比均在 30%上下波动，2024H1 前五大客户收入占比为 29.86%，整体集中度较低。一方面，公司设备涵盖多个 领域，不同行业对于工艺介质供应系统有不同的需求，同时同一时间的景气度所处位置差异较大，导致公司前 五大客户相对不固定，这也使得公司可以平抑单一下游景气度波动带来的不利影响；另一方面，公司业务大部 分为介质供应系统的项目建设，不同客户的资本开支计划存在差异。

目前泛半导体领域收入占比接近八成，其中半导体占比持续提升。公司多年来受益于核心技术的泛用性带 来的同源技术跨行业外溢效应，业务横跨泛半导体、生物医药等高科技制造业到先进制造业、新能源、碳减排、 精细化工和电化学储能等新兴市场。2017-2023年公司半导体领域营收从 1.11亿元增长至 14.75 亿元，营收 CA GR 达 53.96%，营收占比从 15.75%提升至 38.46%，为公司营收最快增长极；光伏领域营收从 2.15 亿元增长至 14.42 亿元，营收 CAGR 达 37.33%，营收占比从 30.56%提升至 37.60%，为公司的第二大增长下游；近年来医药制造 领域收入占比保持第三，2017-2023 年该领域收入从 0.72 亿元增长至 3.02 亿元，营收 CAGR 达 27.10%，对应收 入占比从 10.15%下降至 7.89%，收入占比下降主要系半导体等行业景气度高，工艺介质供应系统等业务增速更 高所致。2024H1 公司半导体新签合同约 19.7 亿元，同比增长 11.4%，占新签合同比重达 50%；2024H1 末半导 体在手合同约 42.6 亿元，同比增长 45.6%，占在手合同比重达 52%，从新签及在手合同来看，预计未来半导体 下游营收占比将进一步提升。

1.4 核心管理层从业经历丰富，公司自主研发实力强

公司控股股东为风帆控股，持有公司近 17.70%股权。穿透来看，董事长 YU DONG LEI 和董事 CUI RONG 夫妇共同持有风帆控股 100%的股权，二者为一致行动人，同为公司实际控制人，董事黄勇、监事会主席周明峥 分别持有公司 4.76%、4.42%股权，其余前十大股东主要为二级市场投资基金。公司股权相对分散，核心高管持 股，有利于降低公司治理风险，充分激励管理层。

公司高管均任职多年，拥有海内外同业知名企业从业经历。公司董事长 YU DONG LEI 曾于美国国际通用 技术公司、美国 IBP 公司等知名企业担任管理职位；董事 CUI RONG曾于中国航天五院五零八所、西门子等企 业就任技术、管理岗位；董事、总经理史可成曾在法液空任职多年；董事黄勇曾在中国成达化学公司、美国空 气化工产品公司等任职。

公司核心技术人员有海外同业龙头工作经历，为公司业务拓展和产品研发提供有力支撑。公司技术总监李 东升曾在空气化工公司担任工程师、设计主管等职位；核心技术人员周明峥曾在液化空气公司单位担任工程师 职位，核心技术人员的海外同业龙头工作经历为公司业务拓展和产品研发提供有力支撑。

公司经过自主研发，围绕下游行业对电子气体和化学品的使用需求形成了六项底层核心技术，即介质供 应系统微污染控制技术、流体系统设计与模拟仿真技术、生命安全保障与工艺监控技术、高纯材料合成与分离 提纯技术、材料成分分析与痕量检测技术以及关键工艺材料再生与循环技术。

二、CAPEX 业务电子工艺装备市场地位与产品结构持续优化

2.1 CAPEX 业务目前仍为公司收入主要来源，其中又以电子工艺设备为主

受益半导体等下游客户固定资产投资高景气，公司 CAPEX 业务近几年拿单及确收均处于快速增长通道， 目前仍为公司收入主要来源，2024H1 营收占比 80%左右，其中，又以电子工艺设备为主，2021-2023 年公司电 子工艺设备营收从 12.83 亿元增长至 29.00 亿元，CAGR 达 50.34%，营收占比从 69.88%提升至 75.63%。

2.2 公司电子工艺装备中，工艺介质系统市场地位日益提升

2.2.1 工艺介质供应系统为厂务系统重要组成部分，主要作用为各种工艺介质的输送

工艺介质供应系统主要作用为输送介质到各工艺环节，是工业企业厂务流体控制系统重要组成部分。工艺 介质供应系统的功能是：在充分保证质量和安全的前提下，按照工艺需求的流量及压力，将气体、化学品、水 等介质输送到各工艺环节，并实现整个生产过程的监测与控制。工艺介质供应系统产业的上游为阀门、管道管 件、仪器仪表、电气控制等原材料供应商，下游为泛半导体、医药制造、光纤通信等领域的终端应用企业。公 司处于产业链中游位置，通过采购上游高洁净应用材料，经设计、制造、安装等具体步骤，形成最终的工艺介 质供应系统，满足下游客户在生产过程中对高纯介质的供应需求，高纯介质的稳定供应为核心工艺开展的基础。

工艺介质供应系统主要由气柜、气路及阀门构成，气体由气柜输出，经过阀箱/阀盘后，通过工艺设备端内 的气路系统通入工艺腔内，进而参与各种晶圆工艺反应。气柜为特气源提供压力控制和流量监测、并具备更换 气瓶能力，将各路工艺气体集成在一个空间环境内，并按工艺需求对不同气体进行传输、分配和混合，对个别 关键工艺气体进行精确的流量控制，根据工艺步骤的设定实现对工艺气体开关控制等功能，其内部集成了阀门、 管路等；多功能阀箱则将特气分配到不同工艺设备，需用到隔膜阀、单向阀、调压阀等阀门。

工艺介质供应系统需满足客户在流体输送过程中对于纯度控制、工艺控制及安全控制等方面的核心诉 求。工艺介质供应系统产品是将客户生产过程中所需的高纯气体、湿化学品和先进材料供应至客户的工艺机 台设备，核心产品是供应过程中实现“输送分配、蒸发冷凝、混配稀释”等基本功能的独立设备/单元，以满 足客户三大方面的核心诉求：①纯度控制：高洁净度的部件确保设备对气体的二次污染在 PPB 级别；②工艺 控制：不间断地以稳定的压力和流量输送气体；③安全控制：预防和紧急应对气体意外泄漏。公司制造的气 体设备均经过 SEMI S2 认证。该系统在泛半导体产业的刻蚀、扩散、离子注入、薄膜沉积和黄光工艺等关键 制程为客户提供完整的气体供应设备设计与制造的解决方案，客户群主要系泛半导体行业的 Fab 制造厂商。

正帆科技高纯介质供应系统主要产品包括特气柜、化学品中央供应柜、分流箱、化学品稀释混配单元、 液态源输送设备等。

工艺介质供应系统业务主要依靠技术壁垒+客户壁垒，其中以客户壁垒为核心。①技术壁垒上，工艺介质 供应系统需满足客户在纯度控制、工艺控制以及安全控制三大方面核心诉求。基于自身工艺的特点，不同行 业（如半导体、平板显示、光伏、半导体照明、光纤通信、医药制造等）的客户均有功能上的侧重点。核心 技术在于设计、制造和严格的品控。②客户壁垒上，客户在选择供应商时，会优先选择有成熟大项目运营经 验的供应商。公司的高纯介质供应系统在国内处于领先地位，已经完全具备与国际供应商同台竞争的能力， 长期服务国内包括中芯国际、长江存储、长鑫、京东方、晶科、隆基、三安等在内的头部泛半导体行业客户。

2.2.2 工艺介质系统主要应用于半导体及光伏领域，合计国内市场规模约 139-223 亿元

半导体下游来看，随着国内半导体设备市场快速增长，国内半导体用工艺介质供应系统市场规模在 116-186 亿元。根据 SEMI 数据，2024 年国内半导体行业固定资产投资总额约 330 亿美金，折合人民币约 2325.4 亿元， 按工艺介质系统投资占比 5-8%计算，国内半导体领域工艺介质供应系统市场规模为 116-186 亿元。 光伏下游来看，产能扩张与技术迭代持续推动工艺介质系统规模增长，国内光伏用工艺介质供应系统市场 规模超 20 亿元。中性预期下我们判断 2023 年电池片扩产总量有望创新高，达到 530GW，同比增长 103.8%， 实现翻倍以上的增长，预计 2023 年电池片设备市场规模约 968 亿元，同比大幅增长。展望 2024 年，在经历过 2023 年的大扩产后，行业扩产增速或将放缓，全年扩产规模或为 200-300GW，海外市场有望贡献增量，按单 GW 投资与 2023 年保持一致进行推算，2024 年电池片设备市场规模约为 365-548 亿元。而 HJT、xBC 电池扩产规模 仍有待观察，取决于行业的降本情况以及龙头扩产进度。按照工艺介质投资占比 5-8%计算，2024 年国内光伏领 域工艺介质供应系统市场空间约为 23-37 亿元。

2.2.3 工艺介质供应系统国产化率提升背景下，公司持续获取市场份额

海外供应商积淀深厚，在国内也建立有良好合作关系。20 世纪 70 年代，工艺介质供应系统行业开始在国 外发展，并逐步形成若干一流的系统供应商，这些供应商不仅拥有先进的技术，而且和下游行业中的跨国企业 建立了良好的合作关系。随着下游行业在中国的发展，工艺介质供应系统的国际供应商也随之将业务扩展至中 国，主要以法国液化空气集团、台湾帆宣系统科技股份有限公司为代表。目前，产业链国产化持续推进，相对 国外企业，国内客户更愿意给国产供应商平等竞争的机会，既能够降低建厂成本，又能确保产品质量的稳定性， 因此正帆科技、至纯科技等国内龙头营收实现快速增长。

工艺介质供应系统国产化率保持提升，公司作为国产替代龙头持续获取市场份额。受益于半导体和光伏下 游设备 CAPEX 快速增长，中国工艺介质供应系统市场规模逐年提升，同时受益国产替代浪潮，工艺介质供应系 统国产化率持续提升，以国内工艺介质供应系统龙头正帆科技、至纯科技市占率合计值估算工艺介质供应系统 国产化率，2018-2023 年中国工艺介质供应系统国内前二市占率从 18.29%提升至 24.94%，提升了 6.65pct；正帆 科技国内市占率从 7.94%提升至 14.28%，提升了 6.34pct，体现出公司在国产替代过程中持续获取更多的市场份 额，具备较强的客户认可度及拿单能力。

2.3 公司核心零部件 GAS BOX 快速起量，成为 CAPEX 业务新增长点

2.3.1 GAS BOX 为工艺设备侧模组化气体供应系统，由各类阀门、管路、MFC 等部件构成

GAS BOX 是在半导体工艺设备侧的模组化气体供应系统，是极为重要的干法工艺设备通用子系统。GAS BOX 在为设备制程精密供气的同时还需要防止各种毒性、可燃性气体的泄漏，是半导体干法工艺设备中极为重要的通用子系统，其中包含手动/气动截止阀、逆止阀、质量流量控制器、压力调节控制器、高精密过滤器、垫 片、镀银螺帽/螺丝等零组件。因其极高的安全气密性、耐蚀性、小型化和控制精度要求，GAS BOX 具有较高技 术门槛和行业壁垒。

GAS BOX 通过调节气体压力、流速、流量等获得所属工艺设备所需参数的气体。以富士金 IGS 产品为例， 气体通过传输管路经过高真空阀门 High Vacuum进入 GAS BOX，经过过滤器 Filter 清除其中杂质，随后用调压 阀 Regulator 控制气体压力后流向 MFC，流入 MFC 前会有压力测试点 Pressure Tap 监测和测量气体压力；MFC 按照预设的流量值来调节气体流速，确保气体最终以恒定流量输送至工艺设备中参与反应，最终经由空气阀 Air Valve 排放或引入空气后流出工艺模块子系统。在调压阀至 MFC、MFC 至气路出口之间根据对气体控制的需求 会多增加空气阀和控制阀 Control Valve，用以引入或排出空气和精确控制气体或液体的流量、压力或液位。

GAS BOX 模组的安装类似于搭积木，通过安装支架、添加插入件、放置气体密封部件、安装顶部挂载组 件四个主要步骤自下而上构建起整个模组产品的结构。 ①安装支架（Cradles）：将支架安装到基板上，使用支架螺栓硬件进行固定； ②添加插入件（Inserts）：加入插入件，包括单独部件（如支架螺栓等）或焊接件（包括歧管插入件以及其 他各类密封件），用以提供接口及插孔为上层组件和气体管路的接入做准备；③放置气体密封部件：在插入件上方放置气体密封部件，同时安装夹层组件和法兰（基块）； ④安装顶部挂载组件：最后，使用组件螺栓硬件将顶部挂载组件螺栓固定到支架上。顶部挂载组件包括各 类阀门、质量流量控制器、压力调节控制器、高精密过滤器、垫片、镀银螺帽/螺丝等。

GAS BOX 是半导体设备气体输送系统中重要的模组类零部件，由气体/真空系统类零部件和仪器仪表类零 部件构成。 气体/液体/真空系统类零部件在设备中起到传输和控制特种气体、液体和保持真空的作用。其中气体/真空 系统类零部件主要应用于薄膜沉积设备、刻蚀设备和离子注入设备等干法设备，气动液压系统类零部件主要应 用于化学机械抛光设备、清洗设备等湿法设备。1）技术要求：①气体输送系统类：满足真空度、耐腐蚀性、洁 净度、SEMI 定制标准等指标；②真空系统类：满足抽气后的真空指标、可靠性、稳定性、一致性等指标；③气 动液压系统类：满足真空度、表面粗糙度、洁净度、使用寿命、耐液体腐蚀等指标；2）代表性零部件： ①气 体输送系统类：气柜、气体管路、管路焊接件等； ②真空系统类：干泵、分子泵、阀门等； ③气动液压系统 类：液体管路、过滤器等。 仪器仪表类零部件在设备中起到控制和监控流量、压力、真空度、温度等数值的作用。1）技术要求：满足 量程时间、流量测量精度、温度测量精度、压力测量精度、温度影响小等；2）代表性零部件：气体流量计、真 空压力计等。

2.3.2 GAS BOX 国产化率偏低，公司作为国内先发企业有望受益国产替代浪潮

2023 年全球及中国大陆 GAS BOX 市场规模分别约为 29.58、10.19 亿美元。根据 SEMI 数据，2023 年全球 半导体设备销售额约为 1063 亿美金，中国大陆市场设备销售额约为 366 亿美金。我们以半导体设备市场规模作 为起点自上而下对 GAS BOX 市场规模做出测算： 步骤①：刻蚀及薄膜设备占设备市场的比重估计。根据中微公司 2022 年年报，刻蚀及薄膜沉积设备占半导 体设备整体市场规模的比重分别为 22%、22%，两类设备合计比重约为 44%，这两类设备为 GAS BOX 主要应 用场景； 步骤②：零部件成本占设备销售额的比重估计。选取中微公司、拓荆科技等七家半导体上市公司作为样本， 对其 2016-2022 年原材料成本占其收入的比重进行算数平均，结果约为 55%，因此假设设备零部件采购额约占 设备销售额的 55%； 步骤③：GAS BOX 占零部件采购额的比重估计。我们选取中微公司、拓荆科技已披露的气体输送系统类零 部件占总零部件采购额的比重历年均值分别为 15.20%和 7.79%，取其均值 11.50%作为 GAS BOX 采购额占零部 件总采购额的比重； 步骤④：GAX BOX 市场规模测算。按照“半导体设备市场规模*刻蚀和薄膜设备占比*零部件成本占设备 销售额的比重*GAS BOX 占零部件采购额的比重”得出最终 GAS BOX 的市场规模，2023 年全球及中国大陆 GAS BOX 市场分别约为 29.58、10.19 亿美元。受益于中国大陆晶圆厂的高速扩产，中国半导体设备市场规模 增速远超全球，带动中国对于关键零部件的需求高增，2018-2023 年国内 GAS BOX 市场规模 CAGR 达 25.39%， 全球 GAS BOX 市场规模 CAGR 仅 10.50%。

半导体级 GAS BOX 国产化率较低，国内主要供应商包括正帆科技、富创精密等。GAS BOX 对精密供气、 防毒、防漏等方面要求较高，半导体设备整机商倾向于将其外包给第三方进行供应，目前国际主流供应商包括 UCTT、Fujikin、Ichor 等，其中海外 GAS BOX 供应商的大客户包括 AMAT、LAM 等主流干法设备商，UCT T、 Ichor 等均为其提供气体供应子系统的 OEM 代工，同时海外龙头也在中国设有子公司进行国内销售；近几年受 海外半导体设备制裁影响，公司及富创精密等国产供应商开始涉足 GAS BOX 行业，与设备商合作降低地缘政 治风险，但发展该业务时间有限，目前 GAS BOX 的国产化率依然在 10%以下，国产替代空间广阔。

2021 年公司成立鸿舸拓展 GAS BOX 等业务，目标将其发展为泛半导体工艺设备制造商的配套模块/子系 统制造专业合作伙伴。2021 年 5 月，公司新设全资子公司鸿舸半导体设备（上海）有限公司，注册资本 2500 万 元；同年 12 月 4 日，公司公告与多方投资人共同对鸿舸增资 1.15 亿元，其中公司增资 5900 万元，增资后公司 对鸿舸的控股比例由 100%变更为 60%，此次增资进一步推进其技术及产能提升，升级原有关键模块业务与配套 装备业务能力；2022 年正帆科技新开发泛半导体工艺设备模块与子系统并投入市场，持续推进鸿舸关键工艺设 备模块研发与产业化项目，鸿舸也获得了国内头部工艺设备商的广泛认证，新签订单迅速放量。 公司 GAS BOX 已向国内头部设备客户批量供货，收入增速远超 CAPEX 整体增速。目前公司为泛半导体 行业客户提供工艺设备或子系统 GAS BOX 的 OEM 或 ODM 服务，已向国内头部半导体设备和光伏电池片工艺 设备厂商（例如北方华创、拓荆、中微、微导、晶盛、迈为等）批量供货，市场占有率不断提升，以 GAS BOX 为主的气体供应子系统业务有望乘国产替代东风实现快速增长。2022 年公司 GAS BOX 业务开始形成收入，鸿 舸半导体营收达 2.31 亿元，2023 年营收快速增长至 4.73 亿元，同比增速高达 104.48%，远高于 2023 年 CAP EX 业务整体增速 42.25%，受益于低基数以及较低的国产化率，公司 CAPEX 业务中高毛利的零部件占比将持续提 升，从而带动 CAPEX 业务盈利能力进一步改善。

持续开拓新客户，为零部件出海积累技术经验。根据 2024 年 9 月 14 日公司可转债募集说明书披露，2024 年 5 月，公司通过上海浩舸向前道设备供应商盛红晔增资 3,000 万元，鸿舸半导体因此获得向其供应沉积设备 和离子注入设备 GAS BOX 产品的业务机会，盛红晔已于 2024 年 6 月向鸿舸半导体下达首批 3 台 GAS BOX 产 品订单，约定将于 2024 年 9 月底前交货，盛红晔技术来源主要为日本科意半导体，此次供应为公司 GAS BOX 产品在日本半导体产品体系中的技术验证提供了有效渠道，将有力推动公司拓展日本半导体设备市场，为后续 公司零部件业务打开海外市场积累技术经验。

三、OPEX 业务蓄力待发，气体与前驱体放量在即

3.1 OPEX 与 CAPEX 业务客户高度重叠，利于业务的快速拓展

公司 OPEX 业务依托工艺介质供应系统获得同源客户粘性与认可度。气体业务方面，公司特种气体与高 纯工艺介质系统客户高度重叠，工艺介质系统业务为气体业务提供优质客户基础，公司高纯气体客户中，接近70%为公司工艺介质供应系统客户。

公司 OPEX 业务增长可期。公司向下游客户销售特种气体为主的工艺介质，并以电子特气为基础，加持 电子大宗气的逐步投产和销售，加快研发电子先进材料的进程，不断扩大销售半径、拓展产品品类。目前公司 营收仍以 CAPEX 业务为主，主要受益于客户前期固定资产投资的高景气以及公司出色的拿单能力，同时大量 新建成的厂务端存在大量 OPEX 需求，公司凭借前期的 CAPEX 业务与客户建立信任关系，在 OPEX 业务竞争 中具备先发优势，因此公司 OPEX 业务有望依托于 CAPEX 业务带来的客户粘性实现快速增长，当下公司 OPEX 业务蓄力待发，随着气体产能投放、前驱体放量以及 MRO 业务的持续增长，OPEX 业务将与 CAPEX 业务平分秋色。

3.2 电子气体：以特气为基础拓展大宗气，构建平台型气体供应商

3.2.1 电子气体行业：半导体下游需求旺盛，国产替代空间广阔

电子气体可分为特气和大宗气，主要应用于泛半导体行业加工工艺 电子气体指可用于电子半导体领域生产的气体，可分为电子特气和电子大宗气两类。其中①电子特气：直 接参与泛半导体关键工艺，品类众多、单品用量小。电子特气包括应用于沉积、离子注入、刻蚀、扩散等多个 泛半导体关键工艺所需气体，其对电子元件性能有直接影响，电子特气品类众多，目前的先进半导体制程中应用到的电子特气在 50 种以上，包括氨气、氟气、氟化物、氢化物和氟碳化物等气体，电子半导体器件的性能优 劣与电子特气的质量息息相关；②电子大宗气：多用作保护气，用量较大、覆盖面广。电子大宗气体主要指满 足电子半导体领域要求的高纯度和超高纯度大宗气体，包括氮气、氧气、氩气和压缩空气等，电子大宗气体在 半导体制程中用量大且覆盖 85%以上环节的应用，主要用作环境气、保护气及载气等。 在泛半导体具体应用领域中，电子特种气体和电子大宗气体的成本占全部气体成本的比重大致如下：①IC 领域：电子特气和电子大宗气占比均为约 50%；②面板领域：电子特气比重相对较小，占比 30%-40%，电子大 宗气占比 60%-70%；③LED、光伏领域：电子特气比重略高，占比 50%-60%，电子大宗气占比 40%-50%。

电子大宗气体与电子特种气体在气体品种及用量、应用环节、供应模式、合作期限、纯度要求等方面均存 在较大差异。

电子特气：直接参与具体制造工艺、纯度要求高，市场仍由海外龙头主导

电子特气直接参与半导体外延、高温扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、光阻灰化等工艺。电子特 种气体是半导体、显示面板等电子工业生产不可或缺的原材料，它广泛应用于刻蚀、清洗、掺杂、气相沉积等 工艺环节，决定了器件的最终良率和可靠性，具有较高的产品附加值，例如硅片热氧化工艺涉及的反应气体包 括高纯度氧气、氮气、氯离子气体等；光刻制程中，除用作激光源的气体混合物（氖、氩、氪、氟等）之外，氮 气、氦气、氢气也起到功能性应用，比如氦气往往作为光刻制程中的冷却气体，而氢气在 EUV 光刻中用作清洁 和保护气体。另外，电子特种气体在其生产过程中涉及原料合成、纯化、充装、分析检测、气瓶处理、混合气配 制等多项工艺技术，具有较高的技术壁垒。用量最大的电子特气包括砷烷和磷烷，其中砷烷主要用于外延硅的 N 型掺杂、硅中的 N 型扩散、离子注入、生长砷化镓和磷砷化镓；磷烷是半导体器件制造中的重要 N 型掺杂 源，其可用于多晶硅化学气相沉淀、外延 GaP 材料、离子注入工艺、MOCVD 工艺、磷硅玻璃钝化膜制备等工 艺中。 纯度是电子特种气体核心指标，IC 领域通常要求纯度在 5N（99.999%）以上。纯度常用的表示方法主要有 两种，分别是①用百分数表示：如 99.9%，99.999%，99.9995%等；②用 N 表示：如 3N，5N，5N5 等。半导体 制造对不同气体的纯度要求不一，通常情况需要纯度 5N（99.999%）及以上的电子特种气体，在先进制程的半 导体制造过程中，气体纯度要求在 6N（99.9999%）以上。

中国电子特气市场增速高于全球平均，预计 2025 年市场规模超 30 亿美元。根据卓创资讯数据，全球电子 气体市场规模由 2018 年的 39 亿美元增长至 2022 年的 50 亿美元，市场规模 CAGR 达 6.32%，预计 2025 年全球 电子气体市场规模将达 150 亿美元；中国电子特气市场规模由 2018 年的 16 亿美元增长至 2022 年的 24 亿美元， 市场规模 CAGR 达 10.43%，预计 2025 年全球电子特种气体市场规模将超过 30 亿美元。全球半导体、显示面板 产业逐步向国内转移，实现进口替代的紧迫性、重要性不断加强，自主可控逐步成为供需关系之外促进国内电 子特气市场增长的主要动能，国内电子特气市场增速明显，且高于全球增速。 半导体为电子特气的主要下游，市场规模占比超 40%。电子特气是半导体、平面显示器件、太阳能电池等 电子工业生产不可或缺的原材料，目前半导体为电子特气主要下游，市场规模占比达 43%，此外，显示面板、 LED、光伏及其他领域分别占比 21%、13%、6%和 17%。

全球特种气体供应商以海外企业为主，国内企业仍处于早期发展阶段。全球特种气体代表企业液化空气、 林德集团、空气化工、大阳日酸收入规模均在 600 亿元以上，其中液化空气、林德集团收入均超千亿元。与之 相比，尽管国内企业已经初步具备批量生产半导体制造用主要电子气体的能力，但与境外领先气体集团相比， 大部分境内气体公司的供应产品较为单一，产品级别不高，尤其在半导体、显示面板等高端应用领域仍主要依 赖国外进口，国内供应商在气体覆盖度和收入体量上均有较大差距。

电子特气市场高度垄断，欧、美、日企业合计占据全球近 80%市场。2020 年空气化工集团、林德集团、液 化空气集团、大阳日酸株式会社合计占有全球电子特气市场约 77%的份额，占据绝对市场主导地位。放眼国内， 四巨头合计占有 86%以上。近年来，随着国产供应商的持续研发与投入，已陆续在高纯二氧化碳、高纯六氟乙 烷、光刻气等多个电子特气领域实现国产替代，随着国产电子特气的覆盖度、渗透率的持续提升，国内电子特 气国产化率进一步上升。

电子大宗气：单个项目用量大、供应持续期长的现金牛，增量产线带来更多国产替代机会

电子大宗气类别较少，其中氮气占比超 70%。电子大宗气体包括氮气、氦气、氧气、氩气、氢气、二氧化 碳六大品种，其中氮气作为环境气、保护气、清洁气和运载气，贯穿半导体的整个工艺流程，为用量最大的电 子大宗气体，其余气体品种的用量相对较少。但下游行业客户对电子大宗气体的采购通常是将各类电子大宗气 体作为整体项目选择单一供应商长期服务。因此，各类电子大宗气体的市场并不是完全独立的，目前并没有针 对各类电子大宗气体单独的市场数据。根据广钢气体测算，2021 年，氮气占电子大宗气体市场规模的比例约为 74.4%，其余气体品种占比约为 25.6%。

大宗气是稳定的现金牛业务，抗周期波动风险能力强。主要由于：①运营中供气受客户稼动率影响较小： 电子大宗气体作为环境气、保护气、清洁气等，基本参与下游客户工厂生产制造的全部环节，下游客户产线即 使减产也仍需持续使用电子大宗气体保证超净的生产环境；②合同期限长、收费相对固定：现场制气模式下， 公司与客户的合同期限一般在 15 年以上且可续期，收费方式包括“照付不议”的固定收费，一定程度上保证公 司取得稳定的现金流，减少下游客户使用情况波动对盈利能力的影响，投建新项目的收入预期相对明确，具备 对抗周期性波动的特性；③下游低谷期仍有市场规模增长机会：泛半导体下游具有逆周期投资的特点，因此在 下游行业的低谷期亦会产生新项目的机会，带动上游电子大宗气体行业规模的持续增长。 以半导体为主的下游市场对电子大宗气的需求广阔，电子大宗气整体市场规模增速超过 10%。根据林德集 团电子事业部预测，预计 2023 年中国电子大宗气体的市场规模约为 91.00 亿元，随着现有半导体和面板等行业 项目的扩张以及不断投建的新项目，2025 年市场规模将达到 113.50 亿元，市场规模 CAGR 达 11.68% 。分下游 来看，2023 年半导体行业电子大宗气市场规模 67.40 亿元，预计 2025 年增长至 86.90 亿元，市场规模 CA GR 达 13.55%；2023 年面板行业电子大宗气市场规模 23.60 亿元，预计 2025 年增长至 26.60 亿元，市场规模 CA GR 达 6.17%。

电子大宗气供应合同持续期长，海外气体公司强者恒强效应明显。电子大宗气体由于行业进入壁垒高、客 户准入周期长等特点，国内气体公司替换海外供应商难度较大。对于电子半导体客户的单个现场制气项目，电 子大宗气体通常仅有一个供应商，供气期 15 年左右，因此，基本只有客户有新增产线时才会出现新进入者的机 会，同时客户在准入时对电子大宗气体供应商的运营经验又有较高限制，导致“强者恒强”效应突出。以林德 气体、液化空气、空气化工为代表的全球大型工业气体公司占据了电子大宗气体行业的主要市场份额，其业务 领域覆盖气体销售、气体设备销售、工程服务等全产业链，呈现寡头垄断的竞争格局。 国内市场目前尚未出现细分赛道的直面竞争，广钢气体新建产能中标占比较高。由于国内半导体行业起步 较晚，成熟的外资气体公司凭借先进的技术和运营经验，在一定时期基本垄断了我国电子大宗气体的市场供应； 国内企业受制于大宗气行业技术及运营能力壁垒高、客户认证周期长、需具备全产品线供应能力等因素，目前 收入体量相对较小。近年来电子大宗气体的国产替代、自主可控进程持续推进，国内气体公司在新建产能端持 续发力，2018-2022H1 广钢气体在国内半导体及显示领域的新建现场制气项目中中标产能占比达到 25.4%，排名 第一，在上述领域已与林德气体、液化空气、空气化工三大外资气体公司形成“1+3”的竞争格局。

3.2.2 公司气体业务：以电子特气为基础，拓展大宗气构建双轮驱动业务布局

公司以特气产品为基础，拓展大宗气构建“双轮驱动”的气体业务布局。由于下游客户更倾向于在一家气 体供应商完成多种产品或服务的采购，因此公司从已有电子特气业务为切入点，丰富电子特气品类，同时拓展 大宗气业务，培养综合服务能力，已具备电子特种气体、电子大宗气等电子气体的供应能力，拥有合成、提纯、 混配、充装、分析和检测等核心能力，是国内为数不多能稳定量产电子级砷烷、磷烷的企业之一；同时公司“合 肥高纯氢气项目”、“潍坊高纯大宗项目”实施并预计于 2024 年投产、以及“丽水特种气体生产项目”的实施 延伸拓展了电子大宗气业务，构建特气、大宗气“双轮驱动”的气体业务布局。公司旗下合肥正帆、铜陵正帆、 正帆潍坊、正帆丽水为公司气体业务核心子公司。

公司高纯电子特气包括自产、外购两部分：①自产气体：目前，公司已具备合成、提纯、混配、充装、分 析与检测等工艺能力，并经上述环节的组合开展生产活动，主要产品包括砷烷、磷烷、硅烷、混合气体；②外 采气体：同时，为满足下游客户的多元需求，公司通过整合供应链资源，外购气体并直接销售给下游客户，产品如氨气、三甲基铝等。 公司大宗气包括泛半导体行业工艺中作为载气使用的高纯氮、氧、氩气、高纯氢气、高纯氦气等大宗气体。 高纯大宗气体既可用于泛半导体产业，也可应用于高端制造、精细化工、新材料等先进制造业。公司通过自建 产能、并购和建设自有供应链等方式不断提高保供能力。

公司砷烷、磷烷等主要特气产品供应能力充足，为拓展新品类提高气体覆盖面打下坚实基础。电子特气产 品中的砷烷、磷烷属于公司自研自产产品，涉及合成或提纯等较为完整的生产工艺，截至 2023 年前三季度末， 公司砷烷年化产能 20 吨，磷烷年化产能 30 吨，2023-2024H1 产销率均超过 100%，公司主要电子特气产品供应 能力充足。随着超高纯磷化氢扩产及办公楼（含研发实验室）建设项目于 2023 年 12 月建设完毕并投入使用， 公司已有较强市场优势的自研自产电子特气产能得到提升。后续随着合肥、铜陵、丽水等电子特气项目建成或 爬产，公司电子特气业务有望释放更多增量。

公司不断加大气体产能布局力度，新建项目陆续落地后气体业务放量在即。公司依托自身的流体 know-how， 以电子特气为基础，加持电子大宗气的逐步投产和销售，不断扩大产能规模、销售半径、拓展产品品类，气体 业务从前期贸易销售模式正逐步走向自研自产。公司设置合肥正帆、正帆潍坊、铜陵正帆及正帆丽水作为气体 及先进材料主要子公司，其中已建成①正帆潍坊：高纯大宗气体生产线，形成 21,271 万标准立方米（氮氧氩） 产能；②铜陵正帆：一期磷烷产能 60 吨。在建①合肥正帆：年产 1,260 万立方氢气及 30 万瓶罐装特种气体产 能，预计 2024 年建成；②铜陵正帆：二期 30 万立方电子级混合气体产能，预计 2024 年建成；③正帆丽水：特 种气体生产项目，分四期建设。

随着新建项目落地，公司气体业务对营收增长的贡献有望持续提升。2017-2023 年公司气体业务营收从 0.58 亿元增长至 4.20 亿元，营收 CAGR 达 39.19%，营收占比从 8.20%提升至 10.94%，成为公司第二大业务收入来 源。2023 年及以前，公司气体业务收入主要来自电子特气的销售，随着前期投建的铜陵电子特气项目、潍坊大 宗气项目以及合肥高纯氢气项目在 2024 年陆续投产、运营并产生收入，公司的气体供应能力有望大幅提升；需 求端来看，随着客户的新建产能逐渐投产达产，滞后于资本开支的运营开支将逐渐上升，并成为驱动公司业务 持续成长的强劲动力。公司气体业务增长有望加速，OPEX 支撑能力将逐步提升，对公司营收增长的贡献将日 渐提升。

盈利能力方面，公司气体业务前期体量相对较小，受售价及原材料价格的波动影响较大。（1）自产气体： 公司自有产能体量小，毛利率短期受售价及原材料价格影响较大。2017-2019 年业务毛利率呈下降趋势，主要 系：①电子特种材料生产项目一期和电子特种材料生产项目二期项目逐步转固，实现收入的自产产品分摊制造 费用上升；②砷烷销售价格有所下降：③硅烷产品市场竞争加剧，销售价格下降幅度超过原材料采购价格下降 幅度，导致硅烷产品毛利率较低，拉低自产气体整体毛利率。2020-2022 年以来在原材料价格及气体销售价格波 动等因素影响下公司气体业务毛利率波动较大。（2）外采气体：毛利率稳定在 30%左右，气体业务中占比较 小。2017-2019 年，公司外购气体业务为贸易性质，以工艺介质供应系统为依托，面向客户需求精准地开展部分 气体销售活动，贸易类气体收入占比较小，毛利率相对稳定。 展望未来，随着行业竞争格局的逐步优化，公司自产气体业务比重及自产气体毛利率持续提升，尽管近年 来多个新建气体项目投产、产能爬坡过程中的折旧费用等可能对公司气体毛利率造成一定负面影响，但随着新 建项目产能逐步释放，气体业务毛利率有望维持稳步提升趋势。

3.3 先进材料：高毛利前驱体业务进入量产，OPEX 品类拓展再下一城

3.3.1 前驱体行业：先进制程推动国内需求高增，对海外断供的担忧加速国产替代

前驱体主要用于半导体薄膜沉积工艺，具有极高的准入门槛。半导体前驱体材料是携带有目标元素，呈气 态、易挥发液态或固态，具备化学热稳定性，同时具备相应的反应活性或物理性能的一类物质。半导体前驱体 是 CVD 和 ALD 薄膜沉积工艺的核心材料，是用于形成符合半导体制造要求的各类薄膜层的核心原材料，两项 技术相比，CVD 的沉积速率更快，而 ALD 在复杂表面进行沉积的薄膜均匀性和界面质量更好。薄膜沉积工艺 形成的薄膜按照材料来分，可分为导电金属薄膜、绝缘介质薄膜以及半导体材料薄膜，以上薄膜的核心组成材 料即为各类半导体前驱体。作为半导体材料的细分产品，前驱体具有研发投入大、制备工艺难度及纯度要求高、 客户认证周期长等特点，具备极高的准入门槛，是衡量半导体材料制备水平的标志性产品之一。

随着半导体制造向先进制程发展，以 High-K和 Low-K为主的前驱体的种类及特性要求持续增加。半导体 前驱体材料根据形成薄膜的材料属性划分，可以分为硅前驱体和金属前驱体；根据半导体晶圆制造工序划分， 可分为 High-K 前驱体和 Low-K 前驱体两类，K 即介电常数，用于衡量一种材料存储电荷（正电荷或者负电子） 的能力，High-K 前驱体用于 High-K 金属栅极（HKMG）薄膜沉积工艺的 High-K 介质层；Low-K 前驱体用于半 导体后端布线工序 BEOL 中金属连线之间的绝缘介质。近年来 NAND Flash 制造技术向 3D 技术发展，以适应小 体积、大容量的市场需求，随着堆叠层数逐渐增加，前驱体单位用量将翻倍增长，此时深宽比也不断加深，高 深宽比的孔道需要纵向和横向沉积单位价值量更高的 High-k 前驱体等材料。 High-K：进入 28nm 制程之后，传统的二氧化硅栅极介质层物理厚度缩小至 1nm 以下，达到其物理极限， 产生明显的量子隧穿效应和多晶硅耗尽效应，漏电现象大幅增加，影响了晶体管器件的良率和性能。High-K 栅极介质层与金属栅极的组合使用，不仅能够大幅减小栅极漏电流，同时因 High-K 栅极介质层的等效氧化物厚度 较薄，还能有效减低栅极电容。 Low-K：对金属连线之间的绝缘介质而言，介电常数越低，意味芯片速度越快，能耗越低。随着芯片特征 尺寸不断减小和金属连线高宽比增加导致互联电容快速上升引发串扰问题；另一方面薄膜层数增加引起的层间 寄生电容加大并产生额外的互联延时和功耗。以上问题需要 K 值足够低的 Low-K 材料作为绝缘介质来解决。 根据薄膜沉积设备厂商微导纳米、拓荆科技估算，在 5nm 以下 FinFET 工艺产线中，需使用超过 100 道薄 膜沉积工序，涉及的半导体前驱体材料将由 6 种增加到近 20 种。

受先进制程及叠层沉积技术发展前驱体需求持续提升，国内市场规模增速高于全球。随着全球逻辑、存储 芯片产业技术向更先进制程发展，叠层薄膜沉积技术将会得到广泛应用，前驱体材料总体市场规模将保持快速 增长。全球来看，根据 Global Info Research 数据，2023 年全球半导体前驱体材料市场规模约为 23.30 亿美元， 预计 2028 年将达到 36.60 亿美元，CAGR 达 9.45%。随着半导体先进制程比例上升以及先进制程对于先进薄膜 沉积工艺需求的提升，在芯片薄膜沉积工艺中起关键作用的半导体前驱体材料需求前景广阔。中国来看，根据 QY Research 数据，2023 年中国半导体前驱体材料市场规模约为 7.10 亿美元，预计 2028 年增长至 11. 57 亿美 元，CAGR 达 10.26%。出于对美国断供风险的担忧，近年来前驱体国产化率有所提升，国内市场规模增速高于 全球。

国外企业基本垄断半导体前驱体市场。从全球市场范围来看，国际半导体前驱体主要厂商主要有两类，一 类为国际化大企业，旗下相关业务部门从事前驱体材料的研发和生产，如德国 Merck、法国 Air Liquide、美国 Entegris 等；一类为韩国专注半导体材料的公司，主要有 Soul Brain、UP Chemical 和 DNF 等，主要受益于韩国 半导体行业发展。国内企业中雅克科技于 2016 年通过收购韩国 UP Chemical 进入该领域，南大光电、中巨芯等 也已实现半导体前驱体产品的销售，但整体而言国内企业在半导体前驱体行业与国外龙头仍有较大差距。

3.3.2 公司前驱体业务：从贸易销售走向自研自产，为 OPEX 业务盈利能力增长点

铜陵二期项目 2024 年落地拓展前驱体自产产能，前驱体业务起量在即。公司近年不断加大在电子先进材 料领域的研发力度，从前期贸易销售电子先进材料正逐步走向自研自产。公司 2023 年内启动发行可转换债 券，推动铜陵正帆电子材料有限公司特气建设项目（二期）建设，该项目投资总额 3.50 亿元，拟投入募集资 金金额 3.50 亿元，在铜陵正帆原有高纯磷化氢产品的基础上，新增年产 890 吨电子先进材料产能，将覆盖 20 余种前驱体产品，涉及硅基、金属基、High-K 和 Low-K 四大品类，其中包括四（二甲胺）钛（TDMAT）、 四（甲乙胺）锆（TEMAZ）、四（甲乙胺）铪（TEMAHf）等 High-k 前驱体。该项目预计 2024 年三季度投 产，2025 年逐步达产。

前驱体业务毛利率较高，起量后有望带动公司 OPEX 业务盈利能力上行。以国内前驱体供应商南大光 电、雅克科技为例，2019-2023 年南大光电前驱体业务平均毛利率达 36.59%，雅克科技半导体化学材料毛利率 达 47.55%，雅克科技毛利率偏高，主要系口径中含有较高毛利率的光刻胶产品。2019-2023 年公司气体及先进 材料业务毛利率为 18.19%，整体来看前驱体业务毛利率远高于公司目前气体及先进材料业务毛利率，随着前 驱体业务放量，公司 OPEX 业务毛利率有望持续提升，前驱体将成为公司 OPEX 业务盈利能力的有力增长 点。

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