一、行業(yè)概況
電子特氣,全稱電子特種氣體,是指用于電子工業(yè)中,對氣體純度、雜質(zhì)含量、穩(wěn)定性等指標(biāo)有極高要求的一類氣體。這些氣體在半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等電子領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中,發(fā)揮著不可或缺的作用,是制造集成電路、液晶顯示器、太陽能電池等電子產(chǎn)品的關(guān)鍵原材料。
圖表:半導(dǎo)體中電子特氣的應(yīng)用
資料來源:《集成電路產(chǎn)業(yè)全書》,中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2025-2030年中國電子特氣行業(yè)發(fā)展趨勢及投資預(yù)測報告》顯示:
電子特氣種類繁多,按其化學(xué)組成可分為硅系氣體、氟系氣體、氮系氣體、氫化物氣體等。硅系氣體如硅烷(SiH4)及其衍生物,是半導(dǎo)體制造中沉積硅膜的重要原料,廣泛應(yīng)用于集成電路的制造過程;氟系氣體如三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)等,常用于刻蝕、清洗等工藝環(huán)節(jié),能夠精確地去除不需要的材料,實現(xiàn)芯片的精細(xì)加工;氮系氣體如氨氣(NH3),在半導(dǎo)體制造中用于生長氮化硅薄膜,提高芯片的性能和可靠性;氫化物氣體如砷化氫(AsH3)、磷化氫(PH3)等,是制造化合物半導(dǎo)體的關(guān)鍵原料,在光電器件、射頻器件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
電子特氣的生產(chǎn)過程極為復(fù)雜,對技術(shù)和設(shè)備要求極高。首先,需要從原材料中提取目標(biāo)氣體,這涉及到多種物理和化學(xué)分離技術(shù),如精餾、吸附、膜分離等。然后,對提取的氣體進行純化處理,去除其中的雜質(zhì),包括水分、氧氣、顆粒物等,以滿足電子工業(yè)對氣體純度的嚴(yán)格要求。最后,將純化后的氣體進行充裝和包裝,確保氣體在儲存和運輸過程中的穩(wěn)定性和安全性。整個生產(chǎn)過程需要嚴(yán)格控制溫度、壓力、流量等參數(shù),任何一個環(huán)節(jié)的偏差都可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。
電子特氣行業(yè)的發(fā)展與電子產(chǎn)業(yè)的進步緊密相連。隨著電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新,尤其是半導(dǎo)體技術(shù)從早期的分立器件向大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路發(fā)展,對電子特氣的需求不斷增長,推動了電子特氣行業(yè)的快速發(fā)展。早期,電子特氣的生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在少數(shù)發(fā)達國家手中,隨著全球電子產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和國內(nèi)對電子特氣研發(fā)的重視,我國電子特氣行業(yè)逐漸起步并取得了一定的發(fā)展。
二、市場現(xiàn)狀
2019-2024年中國電子特氣市場規(guī)模由133億元增長至260億元,預(yù)計未來仍將呈現(xiàn)增長態(tài)勢,這主要得益于全球電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,特別是半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等行業(yè)的快速擴張,對電子特氣的需求不斷增加。
從市場競爭格局來看,全球電子特氣市場呈現(xiàn)出寡頭壟斷的特征。空氣化工產(chǎn)品公司(AirProducts)、林德集團(Linde)、法液空(AirLiquide)、大陽日酸(TaiyoNipponSanso)等國際巨頭憑借其先進的技術(shù)、廣泛的全球布局和強大的品牌影響力,占據(jù)了全球大部分市場份額。這些企業(yè)在氣體生產(chǎn)技術(shù)、供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量控制等方面具有顯著優(yōu)勢,能夠為客戶提供高質(zhì)量、穩(wěn)定供應(yīng)的電子特氣產(chǎn)品。在國內(nèi)市場,雖然國際巨頭也占據(jù)了相當(dāng)大的份額,但國內(nèi)企業(yè)如華特氣體、南大光電、雅克科技等也在不斷發(fā)展壯大。華特氣體在多個電子特氣產(chǎn)品上實現(xiàn)了技術(shù)突破,成為國內(nèi)首家打破多項進口氣體壟斷的企業(yè);南大光電在高純磷烷、砷烷等產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)上取得了重要進展;雅克科技通過并購等方式,不斷完善電子特氣業(yè)務(wù)布局,提升市場競爭力。
圖表:全球電子特氣行業(yè)競爭格局
數(shù)據(jù)來源:中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
在應(yīng)用領(lǐng)域方面,半導(dǎo)體行業(yè)是電子特氣最大的消費市場。在半導(dǎo)體制造過程中,從芯片的設(shè)計、制造到封裝測試,每個環(huán)節(jié)都離不開電子特氣。例如,在光刻環(huán)節(jié),需要使用高純度的光刻氣體,如氪氣(Kr)、氙氣(Xe)等,與光刻機配合實現(xiàn)芯片的高精度圖案轉(zhuǎn)移;在刻蝕環(huán)節(jié),氟系氣體等用于去除芯片表面不需要的材料,形成精確的電路結(jié)構(gòu)。顯示面板行業(yè)也是電子特氣的重要應(yīng)用領(lǐng)域,在液晶顯示器(LCD)和有機發(fā)光二極管顯示器(OLED)的生產(chǎn)過程中,需要使用多種電子特氣進行薄膜沉積、刻蝕等工藝。此外,光伏行業(yè)對電子特氣的需求也在不斷增長,在太陽能電池的制造過程中,硅烷等氣體用于沉積硅薄膜,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
三、行業(yè)發(fā)展趨勢
技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)品升級:未來,電子特氣行業(yè)將持續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新力度,推動產(chǎn)品升級。一方面,不斷提高氣體的純度和穩(wěn)定性,滿足電子產(chǎn)業(yè)對更高性能原材料的需求。隨著半導(dǎo)體技術(shù)向更高制程發(fā)展,對電子特氣的純度要求越來越高,如在5納米及以下制程工藝中,對氣體中雜質(zhì)含量的要求達到了極低的水平。另一方面,研發(fā)新型的電子特氣產(chǎn)品,以適應(yīng)新興電子技術(shù)的發(fā)展。例如,隨著量子計算、人工智能等領(lǐng)域的興起,對一些特殊性能的電子特氣需求將逐漸增加,企業(yè)需要不斷創(chuàng)新,開發(fā)出滿足這些領(lǐng)域需求的新產(chǎn)品。
國產(chǎn)替代加速推進:在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈的背景下,國產(chǎn)電子特氣的國產(chǎn)替代進程將加速推進。國內(nèi)企業(yè)通過不斷加大研發(fā)投入,提升技術(shù)水平,在部分電子特氣產(chǎn)品上已經(jīng)實現(xiàn)了技術(shù)突破,產(chǎn)品質(zhì)量和性能逐漸接近國際先進水平。同時,國家政策對電子特氣產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加大,鼓勵企業(yè)實現(xiàn)關(guān)鍵原材料的自主可控。隨著國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)和市場上的不斷積累,國產(chǎn)電子特氣將在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對進口產(chǎn)品的替代,提高國內(nèi)電子特氣市場的國產(chǎn)化率。
一體化與本地化服務(wù):為了提高市場競爭力和客戶滿意度,電子特氣企業(yè)將朝著一體化和本地化服務(wù)的方向發(fā)展。一體化服務(wù)是指企業(yè)不僅提供電子特氣產(chǎn)品,還提供氣體應(yīng)用技術(shù)支持、設(shè)備維護、安全管理等全方位的解決方案,幫助客戶優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率。本地化服務(wù)則是在客戶周邊建立生產(chǎn)基地和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),縮短供應(yīng)鏈長度,提高氣體供應(yīng)的及時性和穩(wěn)定性,降低運輸成本和風(fēng)險。通過一體化和本地化服務(wù),企業(yè)能夠更好地滿足客戶需求,增強客戶粘性。
新興應(yīng)用領(lǐng)域拓展:隨著科技的不斷進步,電子特氣在新興應(yīng)用領(lǐng)域的拓展空間廣闊。在5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域,電子特氣將用于制造高性能的芯片、傳感器等關(guān)鍵器件,推動這些領(lǐng)域的發(fā)展。在新能源汽車領(lǐng)域,電子特氣在電池材料的制備、電池檢測等環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。此外,隨著航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)﹄娮釉O(shè)備性能要求的不斷提高,對電子特氣的需求也將逐漸增加。這些新興應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展將為電子特氣行業(yè)帶來新的增長機遇,推動行業(yè)不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
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