基础化工行业深度报告：电子特气迎风起，国产替代正当时

电子特气：半导体材料的“粮食”与“源” 工业中，把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品。根据应用领域的不同，工业气体被分为大宗气体与特种气体，特种气体又可以被分为电子特种气体以及医疗气体、激光气体、食品气体等非电子特种气体。其中，电子特种气体在电子产品制程中广泛应用于刻蚀、清洗、气相沉积、掺杂等工艺，被称为集成电路、液晶面板、LED及光伏等半导体材料的“粮食”和“源”。 供给端：国内电子特气受制于人，国产替代亟待加速 电子特气生产的核心壁垒在于：（1）技术：电子特气种类繁多，生产涉及合成、纯化、分离、混配、充装、分析检测、气瓶处理等多项技术，对生产企业的技术实力要求较高。（2）认证：电子特气下游为集成电路、显示面板等大型厂商，通常采用认证采购的方式，电子特气产品需经过多轮严格认证，且认证周期较长。 （3）资质：由于气体具有易燃易爆、易致窒息等特点，国内政府将工业气体作为危险化学品纳入监管，相关监管政策十分严苛。竞争格局方面，国内电子特气产业起步较晚，当前国内市场份额多被空气化工等海外企业占据，截至2020年国产化率不足15%，国产替代亟待加速。展望未来，伴随国家相关产业支持政策的陆续出台，电子特气国产化率有望持续提高。 需求端：三大应用领域齐头并进，下游需求加速释放 根据TECHCET及观研天下数据，预计2025年全球电子特气市场规模将达到60.23亿美元，2022-2025年CAGR达到6.39%；同时预计2024年国内电子特气市场规模将达到230亿元，2022-2024年CAGR达到10.31%。具体来看： （1）集成电路：2022Q2以来，受终端需求疲软及库存调整等因素影响，半导体行业景气度持续下滑。根据IDC数据，2023年全球半导体行业市场规模预计将同比下降5.3%。但是分季度来看，IDC预计2023H1或是半导体行业景气低点，2023H2开始半导体行业景气度有望逐季改善。同时，从中长期来看，IDC预计2021-2025年全球半导体行业市场规模将由5840亿美元提升至7260亿美元，CAGR达到4.5%。此外，AI产业快速拓展，相应的算力芯片、存储芯片等芯片需求有望快速增长，也或将为电子特气需求贡献重要增量。（2）显示面板：根据Omdia数据，2021年全球显示面板出货面积合计2.6亿平方米，预计2028年将达到3.18亿平方米，2021-2028年CAGR达到2.92%。同时，分类型来看，2021年AMOLED面板出货面积约1421万平方米，占比5%，预计2028年将达到2878万平方米，占比提升至9%，2021-2028年CAGR达到10.61%。未来伴随显示面板出货面积的逐步提升以及AMOLED渗透率的持续提高，电子特气需求有望继续维持稳步增长。（3）光伏：CPIA预计2023年全球光伏新增装机量将达到280-330GW，其中国内光伏新增装机量将达到95-120GW。随着上游原材料硅料价格的逐步下降，光伏终端需求有望加速释放，上游电子特气也或将充分受益。 受益标的：中船特气、华特气体、金宏气体、昊华科技、凯美特气、和远气体。 风险提示：国产替代不及预期、原材料价格大幅波动、下游需求大幅下滑等。 1、电子特气：气体领域的璀璨明珠 1.1、工业气体应用领域广泛，可分为大宗气体与特种气体 工业气体应用领域广泛，被喻为“工业的血液”。工业中，把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品。作为现代工业的基础原材料，工业气体应用领域十分广泛，既包含战略新兴和国计民生行业，如集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、高端装备制造、食品等领域，也涉及如冶金、化工、机械制造等传统行业。 从产业链来看，工业气体分为产业链分为上、中、下游三个环节。其中，上游环节主要为原材料（空气、工业废气、基础化学原料）与设备（气体分离及纯化设备、压力容器设备等）、中游环节为工业气体的制备（包括大宗气体与特种气体）、下游环节为众多终端应用领域。 图1：工业气体产业链上游为原材料与设备 根据应用领域的不同，工业气体可以被分为大宗气体与特种气体。其中，大宗气体又可以分为电子大宗气体（用于环境气、保护气与载体）与非电子大宗气体（用于冶金、化工、机械加工等），而特种气体则主要包括电子特种气体以及医疗气体、激光气体、食品气体等非电子特种气体。 表1：根据应用领域的不同，工业气体可以被分为大宗气体与特种气体 根据供应模式的不同，工业气体经营模式可以分为零售供气和现场供气。零售供气模式下，供应商通过采购、提纯、分装等工艺加工后向客户配送销售瓶装供气和储槽气；现场供应模式下，气体供应商一般在客户生产工厂附近修建气体工厂，通过管道供气，供应商拥有并为客户运营该工厂。 图2：根据供应模式的不同，工业气体经营模式可以分为零售供气和现场供气 表2：工业气体的供应模式与供应规模、供应半径、合同期等方面息息相关 1.2、电子特气产品高端，被称为半导体材料的“粮食”与“源” 电子特气作为特种气体的一种，在电子产品制程中广泛应用于刻蚀、清洗、气相沉积、掺杂等工艺，被称为集成电路、液晶面板、LED及光伏等半导体材料的“粮食”和“源”。相较于一般的工业气体，电子特气对气体的纯度、质量稳定性与一致性、包装容器等要求更高。例如在纯度方面，普通工业气体要求在99.99%左右，但是在先进制程的集成电路制造过程中，气体纯度要求通常在5N（99.999%）以上。 表3：电子特气可用于集成电路、液晶面板、LED及光伏等领域 2、供给：国内电子特气受制于人，国产替代亟待加速 2.1、电子特气生产工艺复杂、客户认证壁垒深厚 2.1.1、电子特气工艺复杂，气体纯化与混配为核心工艺 电子特气生产工艺复杂、种类繁多，对生产企业技术实力要求较高。从生产工艺看，电子特气的生产涉及合成、纯化、分离、混配、充装、分析检测、气瓶处理等多项技术，生产流程较长、工艺难度较大。同时，电子特气种类繁多，根据全球半导体协会统计，目前常用的电子气体纯气有60多种、混合气体有80多种。而不同气体产品的合成、纯化等工艺方面也可能存在较大差异，这进一步提高了对于生产企业的技术实力要求。 表4：电子特气生产涉及纯化、合成、分离等多项技术 气体纯化与气体混配为电子特气生产的主要核心工艺： （1）气体纯化：纯度是电子特气产品的核心指标之一，直接影响下游产品的良品率和可靠性。通常情况下，气体纯度用百分数表示。气体纯化是通过多重高效吸附、精馏等方式，对气体原料中的水分、空气、金属离子、颗粒物等杂质进行去除，将气体纯度提至5N（99.999%）、6N（99.9999%）乃至7N（99.99999%）。现阶段，伴随集成电路制造工艺的快速升级，对电子特气的纯度等性能要求也在持续提高。 图3：气体纯化为电子特气生产的核心工艺之一 （2）气体混配：气体混配是指根据不同需求，运用重量法、分压法、动态体积法等方法，将两种或两种以上组分的气体按照特定比例混合，对配制过程的累计误差控制、配制精度、配制过程的杂质控制等均有非常高要求。对于混合气而言，配比的精度是核心参数，随着产品组分的增加、配制精度的上升，常要求气体供应商能够对多种ppm（10）乃至ppb（10）级浓度的气体组分进行精细操作，其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。 -6 -9 图4：气体混配为电子特气生产的核心工艺之一 2.1.2、电子特气下游认证周期较长，行业准入难度较大 电子特气下游认证周期较长，准入难度较大。电子特气下游企业主要为集成电路、显示面板等行业的大型厂商，其对电子特气的产品质量与供应稳定性等方面的要求非常严格，通常采用认证采购的方式。在进入下游客户供应链体系过程中，电子特气企业需要经过审厂、产品认证等多轮严格的审核认证，且由于必须对产品的稳定度进行验证，认证周期也相对较长。其中，光伏领域客户认证时间约0.5-1年，显示面板领域约为1-2年，集成电路领域客户最长的认证时间甚至需要3年。与此同时，为了保障原料的供应及质量稳定性，下游大型厂商在确定电子特气供应商以后，一般不会轻易更换供应商。整体来看，由于电子特气下游客户粘性较强，对于新进入者而言，这进一步提高了行业准入门槛。 图5：电子特气下游客户为集成电路、显示面板等行业的大型厂商 2.1.3、电子特气生产涉及资质壁垒，监管政策严格 由于气体具有易燃易爆、易致窒息等特点，国内政府将工业气体作为危险化学品纳入监管，因此工业气体的生产、充装、储存、运输、经营等方面都具有严格的规定。近年来国家环保部、安全生产监管总局、工信部等多个国家部门对危化企业的生产经营、危化品的道路运输监管日益趋严，要求相关企业严格执行包括《环境保护法》、《危险化学品安全生产“十二五”规划》等法律条例，已在全国范围内督促多家危化企业整改、搬迁或关停。此外，行业内企业在新的区域开展工业气体业务需要向安全生产监督管理、质量技术监督管理、食品药品监督管理等政府部门申请相应的许可证书，从而形成较高的资质壁垒。 表5：电子特气生产涉及资质壁垒，监管政策严格 2.2、电子特气呈海外寡头垄断格局，国产化率仍有较大提升空间 全球电子特气呈现海外寡头垄断格局，2020年国产化率不足15%。根据观研天下数据，2021年全球电子特气市场份额中，空气化工、林德集团、液化空气与太阳日酸占比分别达到25%、25%、23%、18%，合计占比超过90%。国内方面，由于国内电子特气产业起步较晚，在技术上与国外企业具有一定差距，当前仍以进口为主，截至2020年国产化率不足15%。以集成电路领域为例，根据中国工业气体工业协会数据，现阶段集成电路所用的电子特气中，我国仅能生产约20%的品种，其余品种均依赖进口。 图6：2021年全球电子特气呈现海外寡头垄断格局 图7：2020年国内电子特气国产化率不足15% 海外电子特气生产企业业务多元，客户布局遍布全球。海外电子特气产业历史悠久，主要生产企业的创立最早可以追溯至20世纪初前后。同时从业务与客户布局来看，海外企业多为综合性工业气体供应商，产品涵盖普通的大宗气体与各类特种气体，下游客户布局遍布全球。 以林德集团为例，2021年林德集团销售收入308亿美元，同比增长13%。按终端应用领域划分，化学与能源、医疗健康、制造业、金属与开采、食品饮料、电子产品领域贡献分别占比21%、19%、19%、13%、10%、8%。按地区划分，美洲地区、EMEA（欧洲、中东与非洲）、APAC（亚太地区）收入占比分别达到39%、19%、19%。 表6：海外电子特气生产企业业务多元，客户布局遍布全球 图8：2021年化学与能源为林德集团贡献21%的收入 图9：2021年美洲地区为林德集团贡献39%的收入 国内电子特气产业起步较晚，已在部分细分领域成功实现国产替代。相较于海外气体公司，国内电子特气产业起步较晚，相关生产企业由于技术实力较弱，产品品种相对单一、整体产品结构偏中低端。但是经过多年的技术研发与客户积累，当前各生产企业已经在某些细分产品领域成功实现进口替代并且规模化供应。 表7：国内电子特气生产企业已在部分细分领域实现国产替代 2.3、支持政策相继出台，促进国内电子特气产业发蓬勃发展 电子特气作为关键性电子材料，如今却面临国产化率较低、供给受制于人的问题，这对国内集成电路等高端产业的供应链安全性与稳定性带来了较大的挑战。在此背景下，近年来国家各部委相继出台一系列产业支持政策，积极推动电子特气产业的蓬勃发展。 表8：作为关键性电子材料，电子特气是政策鼓励与支持的重点方向 3、需求：需求驱动成长，未来前景可期 3.1、电子特气主要用于集成电路、显示面板等领域，市场规模持续增长 电子特气需求主要来源于集成电路、显示面板等领域。根据中船特气招股说明书，全球电子特气消费结构中，集成电路、显示面板、光伏与LED分别占比71%、18%、3%、8%。相较于全球，国内电子特气下游应用中，显示面板领域占比较高，达到37%，此外集成