?常熟超高純氣體[大騰]中泰化工丨特種氣體專題報告:電子工業(yè)“血液”,國產(chǎn)化勢在必行
公司名稱:大騰科技(武漢)有限公司
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公司地址:武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)光谷總部國際2棟26F
聯(lián)系方式:400-100-9681
公司簡介:大騰科技位于武漢光谷自貿(mào)片區(qū),公司致力于精細化制造業(yè)配套服務(wù),隨著近年來國防工業(yè)、科學(xué)研究、自動化技術(shù)、精密檢測,特別是微電子技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)特種氣體的需求不斷攀升,公司產(chǎn)品專注于高純、超純特種氣體相關(guān)的高端細分行業(yè),包含稀有氣體、電子氣體、電光源氣體、超高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體、激光氣體、醫(yī)用氣體、食品工業(yè)用氣體等,同時為高精度氣體管道設(shè)計安裝、技術(shù)咨詢、檢漏維護等。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用與軍事工業(yè)、航空航天、芯片制造、半導(dǎo)體工業(yè)、生物醫(yī)藥等等,為用戶提供精細化的應(yīng)用方案。
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摘要觀點1:特種氣體:現(xiàn)代工業(yè)“糧食”。特種氣體是工業(yè)氣體中的一個新興門類,是隨著近年來國防工業(yè)、科學(xué)研究、自動化技術(shù)、精密檢測,特別是微電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的,從應(yīng)用領(lǐng)域劃分,可以劃分為電子氣體、高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體。廣義的“電子氣體”指可用于電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體,是重要原材料之一,可以分為電子特種氣體和電子大宗氣體,電子氣體廣泛應(yīng)用于離子注入、刻蝕、氣相沉積、摻雜等工藝,被稱為集成電路、液晶面板、LED及光伏等材料的“糧食”和“源”。觀點2:產(chǎn)能轉(zhuǎn)移,下游行業(yè)快速發(fā)展。特種氣體廣泛應(yīng)用于集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環(huán)保和醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。集成電路領(lǐng)域,中國大陸集成電路銷售規(guī)模從2158億元迅速增長到2018年的6531億元,復(fù)合增速為20.27%,遠超全球其他地區(qū);顯示面板領(lǐng)域,根據(jù)IHS預(yù)測,2016年-2025年全球新型顯示面板需求面積的CAGR預(yù)計將達4%,到2025年增長至2.66億平方米。觀點3:特氣市場持續(xù)增長。全球特種氣體市場保持平穩(wěn)增長態(tài)勢,其中亞太地區(qū)特種氣體需求增長快,預(yù)計2020年市場規(guī)模將達到168億美元,占全球特氣比重提升至25.80%。我國特氣市場規(guī)模由2010年118.14億元增長至2018年296.49億元,CAGR為12.19%,預(yù)計2024年市場規(guī)??蛇_1087億元;電子特氣市場規(guī)模由2010年38.99億元增長至2018年121.56億元,預(yù)計到2024年我國電子特氣市場規(guī)模達到230億元。觀點4:外企寡頭壟斷,國產(chǎn)化勢在必行。電子特氣行業(yè)具有較高的進入壁壘,空氣化工、林德集團、液化空氣和大陽日酸等四大公司控制著全球90%以上的市場份額,呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局。在國內(nèi)市場,海外四大氣體巨頭控制了我國電子特氣市場88%的份額,國內(nèi)氣體公司市場份額合計僅占12%,國內(nèi)企業(yè)占比較低。目前國內(nèi)雅克科技、中船重工718所、華特氣體、昊華科技等企業(yè)陸續(xù)突破,未來有望逐漸實現(xiàn)進口替代。投資建議:隨著下游半導(dǎo)體行業(yè)轉(zhuǎn)移,相關(guān)企業(yè)有望快速放量,建議關(guān)注雅克科技、華特氣體、昊華科技、金宏氣體、和遠氣體、南大光電等。風(fēng)險提示事件:特種氣體研發(fā)不及預(yù)期,下游客戶認證不及預(yù)期。1特種氣體概況1.1 工業(yè)氣體:工業(yè)“血液”工業(yè)中,把常溫常壓下呈氣態(tài)的產(chǎn)品統(tǒng)稱為工業(yè)氣體。工業(yè)氣體是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)原材料,在國民經(jīng)濟中有著重要的地位和作用,工業(yè)氣體行業(yè)原材料是空氣、工業(yè)廢氣、基礎(chǔ)化學(xué)原料等,其上游行業(yè)是氣體分離及純化設(shè)備制造業(yè)、基礎(chǔ)化學(xué)原料行業(yè)、壓力容器設(shè)備制造業(yè)等。下游領(lǐng)域包括集成電路、液晶面板、LED、光纖通信、光伏、醫(yī)療健康、節(jié)能環(huán)保、新材料、新能源、高端裝備制造等新興行業(yè)以及冶金、化工、機械制造等傳統(tǒng)行業(yè),對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著戰(zhàn)略性的支持作用,因此被喻為“工業(yè)的血液”。根據(jù)制備方式和應(yīng)用領(lǐng)域的不同,工業(yè)氣體可分為大宗氣體和特種氣體,大宗氣體主要包括氧、氮、氬等空分氣體及乙炔、二氧化碳等合成氣體,特種氣體品種較多,主要包括電子特種氣體、高純氣體和標(biāo)準(zhǔn)氣體等。1.2 特種氣體:現(xiàn)代工業(yè)“糧食”特種氣體是工業(yè)氣體中的一個新興門類,是隨著近年來國防工業(yè)、科學(xué)研究、自動化技術(shù)、精密檢測,特別是微電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀(jì)80年代,電子產(chǎn)業(yè)的興起推動特種氣體的需求提高,外資開始通過收購、新設(shè)等方式建立氣體公司進入中國氣體市場,向國內(nèi)氣體用戶提供氣體產(chǎn)品,隨著氣體供應(yīng)商供氣模式的引入,國內(nèi)企業(yè)原有的氣體車間、氣體廠和供氣站等紛紛發(fā)展為獨立的氣體公司,國內(nèi)特種氣體市場逐步發(fā)展起來。從應(yīng)用領(lǐng)域劃分,特種氣體主要有電子氣體、高純氣體和標(biāo)準(zhǔn)氣體三種,廣泛應(yīng)用于電子半導(dǎo)體、化工、醫(yī)療、環(huán)保和高端裝備制造等領(lǐng)域。其中,電子氣體是指用于半導(dǎo)體及其它電子產(chǎn)品生產(chǎn)的氣體,目前,我國電子氣體品種基本齊全,但數(shù)量和質(zhì)量與發(fā)達國家相比,尚有較大差距;高純氣體通常指利用現(xiàn)代提純技術(shù)能達到的某個等級純度的氣體,對于不同類別的氣體,純度指標(biāo)不同,大多用于超大規(guī)模集成電路及分離器件、光電子等高科技領(lǐng)域;標(biāo)準(zhǔn)氣體嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為標(biāo)準(zhǔn)校正氣體,是一種高度均勻,穩(wěn)定性良好和量值準(zhǔn)確的氣體,可分為單元標(biāo)準(zhǔn)氣體和多元標(biāo)準(zhǔn)氣體,目前標(biāo)準(zhǔn)氣基本滿足了我國石油、化工、環(huán)保、傳感器校核等諸多領(lǐng)域的需求,但對活性較強的標(biāo)準(zhǔn)氣,國內(nèi)尚無法徹底解決量產(chǎn)問題。在2018年我國特種氣體年銷售額中,電子行業(yè)約占41%,石油化工約占39%,醫(yī)療環(huán)保約占10%,其它約占10%。1.3 電子氣體:電子工業(yè)“血液”廣義的“電子氣體”指可用于電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體,是重要原材料之一,狹義的“電子氣體”特指可用于電子半導(dǎo)體領(lǐng)域生產(chǎn)的特種氣體。電子氣體可以分為電子特種氣體和電子大宗氣體。電子氣體在電子產(chǎn)品制程工藝中廣泛應(yīng)用于離子注入、刻蝕、氣相沉積、摻雜等工藝,被稱為集成電路、液晶面板、LED及光伏等材料的“糧食”和“源”。1.4電子氣體地位日益凸顯近年來,隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展,電子氣體在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位日益凸顯。在微電子、光電子器件生產(chǎn)過程中,從單個芯片生成到后器件的封裝,幾乎每一步、每一個環(huán)節(jié)都離不開電子氣體,在不同的電子應(yīng)用領(lǐng)域中,電子特種氣體和電子大宗氣體的成本占比略有不同。其中,集成電路領(lǐng)域,電子特種氣體和電子大宗氣體各自占比50%。電子氣體的質(zhì)量很大程度上決定了半導(dǎo)體器件性能的好壞。電子氣體純度每提高一個數(shù)量級,都會極大地推動半導(dǎo)體器件質(zhì)的飛躍。電子氣體是僅次于大硅片的第二大市場需求半導(dǎo)體材料,電子氣體在2016年的半導(dǎo)體材料市場占比達14%。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電子氣體市場也隨之增長。電子特種氣體的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要為電子半導(dǎo)體領(lǐng)域,具體又分為光伏、光纖通信、LED、液晶面板和集成電路,電子特氣市場需求與下游產(chǎn)業(yè)景氣度關(guān)聯(lián)度較高。2018年中國集成電路、顯示面板、光伏三大下游對電子特氣的需求占比超過90%。1.5電子特氣在電子產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用1)電子氣體在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用特種氣體是半導(dǎo)體材料制造過程不可缺少的基硅性支撐材料,處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游,被稱為半導(dǎo)體的“源”,主要應(yīng)用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝?;瘜W(xué)氣相沉積(CVD):是通過氣體混合的化學(xué)反應(yīng),在硅片表面沉積一層固體膜的工藝,通常包括氣體傳輸至沉積區(qū)域、膜先驅(qū)物的形成、膜先驅(qū)物附著在硅片表面、膜先驅(qū)物粘附、膜先驅(qū)物擴散、表面反應(yīng)、副產(chǎn)物從表面移除、副產(chǎn)物從反應(yīng)腔移除等八個主要步驟?;瘜W(xué)氣相沉積常用的特種氣體包括:SiH4、DCS、TCS、SiCl4、TEOS、NH3、N2O、WF6、H2、O2。刻蝕:是采用化學(xué)和物理方法,有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程,刻蝕的目的是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩膜圖形,可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。硅片的刻蝕氣體主要是氟基氣體,包括CF4、CF4/O2、SF6、C2F6/O2、NF3等,但由于其各向同性,選擇性較差,因此改進后的刻蝕氣體通常包括氯基(Cl2)和溴基(Br2、HBr)氣體。鋁和金屬復(fù)合層的刻蝕通常采用氯基氣體,如CCl4、Cl2、BCl3等。摻雜:是將需要的雜質(zhì)摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域中,以改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì),形成pn結(jié)、電阻、歐姆接觸等。常用的三價摻雜氣體有B2H6、BBr3、BF3等,常用的五價摻雜氣體有PH3、POCl3、AsH3、SbCl5等。2)電子氣體顯示面板領(lǐng)域應(yīng)用薄膜晶體管(TFT)和液晶顯示器(LCD)具有體積小、重量輕、低輻射、低耗電量、全彩化、速度快、對比度和亮高、屏幕觀察角度大、分辨率高等優(yōu)點,是目前主流的平面顯示設(shè)備。TFT/LCD的生產(chǎn)包括TFT陣列(包括薄膜、光刻、刻蝕)、彩色濾光片(包括黑矩陣膜、紅綠藍膜、透明導(dǎo)電層)、面板、模組等工序。薄膜工序,通過化學(xué)氣相沉積,在玻璃基板上沉積SiO2、SiNx、a2Si、n型a2Si薄膜,使用的特種氣體有SiH4、PH3、NH3、NF3等;干法刻蝕工序,在等離子氣態(tài)氛圍中選擇性腐蝕基材,通常采用SF6、HCl、Cl2等氣體。3)電子氣體在太陽能電池中的應(yīng)用太陽能電池分為晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池,薄膜太陽能電池分為非晶硅(a-Si)薄膜和非晶/微晶硅(a-Si/μc-Si)疊層薄膜。晶體硅電池片生產(chǎn)中的擴散工藝用到POCl3和O2,減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3,刻蝕工藝用到CF4;非晶硅太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6;非晶/微晶硅沉積工序用到SiH4、PH3/H2、TMB/H2、CH4、NF3等。2下游需求旺盛,引領(lǐng)特氣行業(yè)高增長2.1 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,引領(lǐng)特氣行業(yè)高增長我國特種氣體行業(yè)在2006年后進入快速發(fā)展階段,廣泛應(yīng)用于集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環(huán)保和醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,在《十三五國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等產(chǎn)業(yè)政策的推動下,特種氣體的下游產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,同時產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、技術(shù)迭代帶來新工藝和新產(chǎn)品等,不僅在規(guī)模上增加了特種氣體的需求,也進一步拓寬了特種氣體的應(yīng)用領(lǐng)域,不斷產(chǎn)生新的特種氣體產(chǎn)品需求。1)半導(dǎo)體行業(yè):產(chǎn)業(yè)鏈向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,市場持續(xù)增長半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。從區(qū)域分布看,根據(jù)WSTS統(tǒng)計數(shù)據(jù),亞太地區(qū)市場規(guī)模占全球市場的比例不斷提高,亞太與日本市場合計約占全球半導(dǎo)體市場的70%左右,2017年,全球半導(dǎo)體市場規(guī)模為4122.21億美元,同比增長21.6%,2018年全球半導(dǎo)體市場保持增長勢頭,市場規(guī)模達到4779.40億美元,同比增長15.90%;從芯片銷售額看,根據(jù)WSTS發(fā)布的數(shù)據(jù),2016年中國半導(dǎo)體消費額1075億美元,占全球總量的32%,已成為全球的半導(dǎo)體消費市場。隨著國內(nèi)制造業(yè)環(huán)節(jié)快速發(fā)展,以及國內(nèi)巨大的消費市場和勞動力人口優(yōu)勢,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將加快向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,世界市場份額不斷向中國集中。半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)增長。全球半導(dǎo)體市場規(guī)模近年來增速平穩(wěn),2012-2018年復(fù)合增速8.23%。其中,中國大陸集成電路銷售規(guī)模從2158億元迅速增長到2018年的6531億元,復(fù)合增速為20.27%,遠超全球其他地區(qū),全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速向大陸轉(zhuǎn)移。2014年國家發(fā)布了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》并設(shè)立了投資產(chǎn)業(yè)基金,根據(jù)規(guī)劃我國集成電路銷售額平均增速將保持在20%,因此半導(dǎo)體集成電路電子用氣市場規(guī)模有望快速增長。2)顯示面板行業(yè):尺寸大型化發(fā)展,市場平穩(wěn)增長全球顯示面板行業(yè)穩(wěn)定增長。全球平板顯示產(chǎn)業(yè)保持平穩(wěn)增長,業(yè)態(tài)發(fā)展呈現(xiàn)尺寸大型化、競爭白熱化、轉(zhuǎn)移加速化和產(chǎn)品定制化等特點,受益于電視平均尺寸增加以及大屏手機、車載顯示和公共顯示等需求的拉動,根據(jù)IHS預(yù)測,2016年-2025年全球新型顯示面板需求面積的CAGR預(yù)計將達4%,到2025年增長至2.66億平方米。我國面板顯示行業(yè)市占率不斷提升。受益于國家政策的支持,我國面板顯示行業(yè)逐漸發(fā)展起來,在全球的市占率也逐步提高,2011年中國大陸大尺寸面板占全球比例約為1%,經(jīng)過多年的發(fā)展,2018年上升至42%,大尺寸面板產(chǎn)能為78