2026年电子气体行业深度报告:电子气体,半导体需求有望加速扩张,国产替代或重塑供给格局

  • 来源:东北证券
  • 发布时间:2026/02/03
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电子气体行业深度报告:电子气体,半导体需求有望加速扩张,国产替代或重塑供给格局。晶圆制造关键材料,产品认证门槛较高。电子气体作为泛半导体制造领域的关键材料,广泛应用于集成电路、平板显示、LED及光伏等产业链,其中集成电路制造需求占据主要地位。基于制备与用途的本质区别,行业被划分为电子大宗气体与电子特气两大板块:1)电子大宗气体:聚焦于氮、氦、氧、氩、氢及二氧化碳六大品类,在晶圆制造中主要用作保护气、环境气、运载气、清洁气;2)电子特气:具有极高的技术密集度与工艺耦合性,仅半导体领域涉及的单元特气就超过110种,涵盖刻蚀、清洗、成膜、光刻等关键环节。电子气体行业具备显著的准入壁垒,半导体供应链具...

电子气体:晶圆制造关键材料,产品认证门槛较高

1.1. 大宗供应壁垒深厚,特气品类繁杂细分

大宗气体侧重规模效应,特种气体聚焦纯度壁垒。根据制备工艺与应用场景的差异, 工业气体被划分为大宗气体与特种气体两大阵营:1)大宗气体:涵盖氧、氮、氩等 空分产品及乙炔、二氧化碳等合成气体,其核心商业逻辑在于庞大的产销规模,对 纯度指标的宽容度相对较高;2)特种气体:虽然单品体量较小,但囊括了电子特气、 高纯气体等高技术含量品类,属于典型的高附加值赛道,核心价值在于对气体纯度、 组分精度、微量杂质含量以及专用包装运输环节实施极严苛的管控,技术门槛显著 高于传统工业气体。

行业具备极高技术门槛,双轨赛道存在明显分层。电子气体作为泛半导体制造领域 的关键材料,广泛应用于集成电路、平板显示、LED 及光伏等产业链,其中集成电 路制造需求占据主要地位。电子气体行业具备极高的技术门槛,常规纯度标准起步 于 5N(99.999%),先进制程领域更是要求电子气体纯度达到 6N(99.9999%)乃至 更高,且须对水分、金属离子等杂质实施 ppm(10⁻⁶)甚至 ppt(10⁻¹²)级别的极限 管控,任何细微的纯度偏差均可能导致产品性能失效或整线报废。基于制备与用途 的本质区别,行业被划分为电子大宗气体与电子特种气体两大板块,二者在供应模 式、合作期限及技术指标上均存在明显的商业逻辑分层。

不同下游领域中电子气体结构具有明显差异。据卓创资讯,电子气体的成本结构呈 现出鲜明的行业特征:在半导体显示、集成电路制造、LED 及光伏、光纤通信四大 核心应用场景中,电子大宗气体的用量占比依次为 65%、55%、45%与 40%,而电 子特气的用量占比依次为 35%、45%、55%与 60%。

品种少稳定性要求高,大宗供应壁垒深厚。电子大宗气体聚焦于氮、氦、氧、氩、 氢及二氧化碳六大品类,其中氮气作为贯穿半导体制造全流程的运载与保护介质, 用量占比高达 90%。在商业模式上,晶圆厂与面板厂倾向于采用 On-site 现场制气 的一站式服务模式,将大宗气体供应视为基础设施的一部分。此类项目合同期限通 常长达 15 年,旨在通过深度绑定确保气体品质的绝对稳定与供应的连续性。在此期间,客户极少更换供应商,这种极高的客户粘性与排他性合作机制,为林德气体、 液化空气、空气化工等头部厂商构筑了难以逾越的存量壁垒。

电子大宗气体用途广泛,贯穿泛半导体制造各环节。电子大宗气体覆盖泛半导体制 造的各个环节,一般用作保护气、环境气、运载气、清洗气:1)环境气:主要是氮 气,用于维持反应腔的惰性氛围稳定;2)保护气:包括氮气、氦气、氩气,主要用 于阻隔晶圆加工时的氧化等反应;3)运载气:包括氮气、氦气、氩气等,负责将挥 发性化学物质或气体混合物输送至特定工序;4)清洗气:包括氮气、氦气、氩气、 氧气、二氧化碳等,主要用于清洗反应后晶圆和器件上残留的杂质气体。

特气品类繁杂细分,多源供应分散风险。电子特种气体具有极高的技术密集度与工 艺耦合性,仅半导体领域涉及的单元特气就超过 110 种,涵盖刻蚀、清洗、成膜、 光刻等关键环节。由于特气种类繁多且单一品类不可替代,下游客户普遍摒弃总包 模式,转而采取“分类管理、多源供应”的采购策略。例如,晶圆厂会针对含氟气体、 硅系气体、氢化物等不同化学成分,遴选具备相应技术认证与工艺适配能力的供应 商构建多元化体系。这种策略旨在提升供应链韧性,有效规避对单一供应商的依赖 风险,同时也为具备细分产品竞争力的国产厂商提供了切入供应链的机会。

广泛覆盖晶圆制造核心工艺,沉积、蚀刻和清洗环节用量最大。作为芯片生产的基 础材料,电子特种气体在半导体制造中广泛应用于蚀刻、清洗、沉积、光刻、掺杂 及退火等核心工序环节。其中,沉积、蚀刻和清洗环节的气体消耗量最大,使用气 体主要以硅基和卤化物为主;掺杂工艺则依赖于硼、磷或砷等 III、V 族气体;光刻 工艺所需气体则以稀有气体为主,如氖、氩、氪和氙等,用于产生光刻机所需的深 紫外激光光源;退火工艺的气体则用来提供惰性保护气氛或参与化学反应以调控材 料特性。

电子特气是半导体关键材料,需求高度集中于集成电路。电子特种气体下游应用包 括集成电路、显示面板、半导体照明和光伏等行业:1)集成电路:主要用于成膜、 光刻、刻蚀、清洗、离子注入等环节;2)显示面板:主要用于成膜、清洗等环节; 3)半导体照明:主要用于外延环节;4)光伏:主要用于沉积、扩散、刻蚀环节。 其中,半导体行业作为电子特气最大的应用领域,占据 2024 年全球电子特气需求的 近 80%。

1.2. 纯度配方形成技术天堑,产品认证构筑较高门槛

纯度控制提出严苛要求,配方研发构筑技术天堑。电子特气的核心护城河深植于高 纯度控制与配方研发两大维度:1)纯度控制体系:厂商必须建立从原料提纯、容器 内壁处理至终端配送的全链条闭环管控体系,任何环节的疏漏都可能因“二次污染” 导致产品在 ppt 级精度下失效;2)配方研发:混配工艺要求在超纯单一大气基础上 实现多组分的精准计量,通过不同原料组合实现刻蚀、掺杂等特定功能,这不仅考 验企业的化学合成能力,更是一场关于全过程防污染与计量精度的技术博弈。

核心配套依赖进口,运维服务仍存代差。国内电子气体厂商在产业链深层环节仍面 临结构性瓶颈,尤其在容器储运方面,尽管充装与提纯工艺已逐步对标国际,但因 包装基础材料及内壁处理技术的积淀薄弱,高端超高纯气瓶与管阀长期受制于海外供应链。相比之下,海外巨头凭借自研的特种阀门与闭环管线技术,有效阻断了气 体二次污染风险。此外,在检测与服务维度,本土企业虽已加大针对原料气的分析 投入,但在 ppt 级超痕量杂质的精准捕捉上仍显吃力;同时,随着下游晶圆厂对 TGM (全面气体管理)、洁净管道建设及系统运维等定制化增值服务需求的激增,国内厂 商在综合解决方案的专业度上与外资头部企业相比尚显单薄。

产品认证构筑较高门槛,寡头垄断加剧突围难度。电子气体行业具备显著的准入壁 垒,主要体现在:1)技术积淀:不同气体品类的合成与提纯工艺跨度极大,生产链 路长且复杂,且下游客户对产品纯度、批次一致性及杂质控制有着近乎苛刻的指标 要求,企业需经历长期的研发迭代方能实现核心技术突破;2)供应链验证:半导体 供应链具有极强的排他性与验证刚性,晶圆厂对供应商的审核极为严苛,新产品从 实验室研发到通过客户多轮长周期认证并导入产线,往往面临极高的时间成本与转 换阻力;3)全球竞争格局:全球市场目前呈现高度固化的寡头垄断态势,林德、液 空等四大巨头占据市场大多数份额,加之海外成熟市场严密的专利布局与本土保护 倾向,国内厂商在出海拓展时面临市场壁垒与知识产权的双重挤压。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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