电子气体行业深度报告：长期价值辨差异，海外为鉴探新机

中泰证券研究所专业｜领先｜深度｜诚信 ｜证券研究报告｜ 长期价值辨差异，海外为鉴探新机 ——电子气体行业深度报告 2024.02.02 孙颖博士新材料&化工&建材首席分析师执业证书编号：S0740519070002Email：sunying@zts.com.cn 聂磊新材料&建材分析师 执业证书编号：S0740521120003 Email：nielei@zts.com.cn 张昆化工行业研究助理 Email：zhangkun06@zts.com.cn1 投资观点 本篇报告主要回答以下问题：1）电子大宗与电子特气的比较及长期价值分析；2）以日本为鉴，中国电子气体行业特点及机遇；3）中国电子气体发展趋势及选品。 一、电子大宗VS电子特气：在市场空间、下游客户方面接近，而在供气品种/商业模式/竞争要点/竞争格局方面存在差异。 1）电子大宗：1.品类少（6种，其中氦气具有资源属性）；2.本质为运营模式（合同期15年以上，含固定收费部分，盈利稳定）；3.注重运营能力（电子大宗为系统工程，对稳定性及可靠性要求极高，下游更倾向于选择具有成熟项目经验的供应商，新玩家较难进入）；4.行业集中度高（国内主要玩家为3家外资+广钢气体+金宏气体，18-22M9期间新增市场合计份额达90%+）。 2）电子特气：1.品类多（百种以上，各单品空间差异大）；2.本质为产品生意（合同期短，3-5年，盈利受供需影响波动更大）；3.注重品类拓展+成本（现阶段竞争要点侧重于产品端的研发量产以及服务配套，后续成本优势的重要性或进一步提升）；4.新进入者多，国产替代加快（内资企业持续拓品类，国产份额快速提升）。 二、日本为鉴，中国电子气体行业望迎产业转移β及竞争优势α共振。 1）日本电子气体发展路径：在产业转移的大β下，80年代末日本电子气体全球份额超40%；生产技术+服务延展的方式构筑 了企业α，孕育了电子气体巨头大阳日酸（日本份额一度达到50%-60%）。 2）中国电子气体行业面临新机遇：①半导体产业链转移+电子气体国产化率提升，双国产化效应下大β已至，且光伏&新能源领域的需求为国产电子气体企业提供更广阔的空间和“试炼场”；②参考海外龙头构筑α路径，收并购是龙头企业快速扩张的常见方式，技术&服务能力是护城河，国际化是长远发展的必经之路。 三、应用环节工艺迭代，驱动电子气体品类升级需求增长。电子特气的思路是“产品超市”，品类扩张中选品为重要一环。电子气体的应用主要聚焦在沉积、刻蚀、光刻、掺杂等环节。其中，沉积环节，光伏需求增长及N型电池片渗透率提升，拉动沉积类气体需求量快速增长。刻蚀领域，受IC制程工艺迭代影响，刻蚀类气体的品类升级更快。 四、建议关注：广钢气体、金宏气体、华特气体、中船特气、硅烷科技、昊华科技、中巨芯、和远气体、杭氧股份、侨源股份、九丰能源。 五、风险提示：导入受阻、竞争加剧、设备卡脖子、行业新增供给超预期、市场空间测算偏差、信息更新不及时等风险。 2 目录 CONTENTS 1 百亿市场国产化提速，电子大宗&电子特气并进前行 1、供气品种：电子大宗6种，电子特气百种以上 2、商业模式：电子大宗是运营模式，电子特气是产品生意 3、竞争要点：电子大宗注重运营管理，电子特气聚焦产品 4、竞争格局：电子大宗行业集中度高，电子特气新进入者多 2 以日本为鉴，看中国气体市场的机遇和不同 3 应用环节工艺迭代，驱动电子气体品类升级需求增长 4 风险提示 TS 所 目 NTE ONTENT 中泰 百亿市场国产化提速，电子大宗&电子特气并进前行 1 录 N ｜领先｜深度 电子气体整体200亿市场，电子大宗与电子特气分别占55%/45% 2024年国内电子气体市场200亿元左右，电子大宗与电子特气分别整体 占比55%/45%。广义上的电子气体是指具有电子级纯度的特种气体，主要分为电子大宗气体及电子特气，广泛应用在包括集成电路、显示面板、半导体照明和光伏等泛半导体行业。 电子大宗与电子特气在下游客户、整体空间上较为接近，而在供气品种 /商业模式/竞争要点/竞争格局方面存在差异。供气品种上，电子大宗主要有6种，电子特气数百种以上；商业模式上，电子大宗本质为运营模式，电子特气本质为产品生意；竞争要点上，电子大宗需要极高的可靠性及稳定性，电子特气注重产品、认证和价格三要素；竞争格局上，电子大宗门槛高玩家少，电子特气国产玩家新进入者多，国产替代迅速。 项目 电子大宗气体 电子特种气体 气体品种及用量 氮气、氦气、氧气、氢气、氩气、二氧化碳等，单一品种用量较大 据统计，现有特种气体达260余种，单一品种用量较小 应用环节 作为环境气、保护气、清洁气和运载气等应用在电子半导体生产的各个环节 单一品种仅在电子半导体生产的部分特定环节使用 供应模式 现场制气（On-site）为主，通过在客户现场建设制气装置，集中、大规模、不间断供应，对供应安全性、稳定性、可靠性要求极高 零售供气（Merchant）为主，通过气瓶运送至客户现场 合作期限 下游客户单个工厂/产线一般仅有一个电子大宗气体现场制气供应商，合同期通常为15年甚至更长，合同存续期内基本无法更换 一般情况下，单一供应商仅能供应数种至数十种特种气体，合同期限通常为3-5年，下游客户需面对众多特种气体供应商 最高纯度要求 9N，甚至更高 6N 竞争情况 全球市场基本由林德气体、液化空气、空气化工三大外资气体公司垄断，由于技术和资本壁垒，参与者较少，行业集中度较高 由于气体品种较多，单一公司无法供应全部气体，因此参与者较多，行业集中度相对较低 电子气体市场占比 55% 45% 图表：电子大宗与电子特气的差异 图表：2025年国内电子气体近220亿市场 图表：2025年国内电子大宗气体市场规模将达到122亿元 图表：2025年国内电子特气将达到近百亿市场 1.1供气品种：电子大宗品种少，但贯穿全环节 电子大宗供应品种少，稳定性保供性要求高。电子大宗气体主要是指氮气、氦气、氧气、氢气、氩气、二氧化碳这六大气体品种，电子大宗气体作为环境气、保护气、清洁气和运载气等，贯穿半导体生产制程的全环节。 图表：保护气、环境气、运载气、清洁气的作用示意图图表：各类电子大宗气体品种的主要应用领域和环节 1.1供气品种：电子特气品类众多，“需求跟随工艺” 电子特气多达数百种，多用于光刻、刻蚀、掺杂、沉积等工艺环节。 由于气体性质及反应原理具有差异，生产过程中各工艺所用气体品种及有所不同。光刻工艺中，需要使用稀有气体混合气，主要由于稀有气体受高压跃迁后会形成固定波长激光，适于高精密成像；刻蚀工艺中，需要使用含氟气体，其中F主要用于刻蚀作用，而例如氟碳系气体中的C则用于生成（C-H）n聚合物以提高蚀刻选择比；掺杂工艺中，主要使用硼、砷和磷系气体，主要由于硼、砷、磷可诱导出更多的空穴和电子，从而改变其导电性和导电类型；沉积工艺中，需要使用硅烷、超纯氨、高纯氧化亚氮、六氟化钨等，主要由于这类气体可发生化学反应形成薄膜或外延硅片。 图表：电子特气多应用于光刻/刻蚀/沉积/掺杂等工艺图表：2021年在半导体生产中各工艺应用占比 1.2商业模式：电子大宗以现场制气为主，本质是运营模式 电子大宗以现场制气为主。气体公司需要提前在客户工厂或临近场地投资建设供气系统，前期投资额较大，合同期长 （通常长达10-20年）。电子大宗的收费中包含“固定收费”和“变动气费”两部分，其中单个项目的固定收费现值可基本覆盖前期投资成本；变动气费则根据类“成本加成法”定价原则，单方气体赚取“稳定的毛利”，因此电子大宗具备“稳盈利”的保障，本质是运营模式。 固定收费实质为气体产品的保底收费，为气体公司盈利提供保障。以广钢气体为例，2019年-2022年电子大宗现场制气项目收入中固定费用占比基本保持在45%左右，2022年电子大宗现场制气项目收入中，固定收费占比为43.1%，变动气费的占比为56.9%。 图表：电子大宗现场制气项目有固定收费以及变动气费两部分图表：2022年广钢气体电子大宗现场制气项目收入构成 中固定费用占43.1% 1.2商业模式：电子特气以零售供气，本质是产品生意 气体充装 气体检测 电子特气主要以零售供气为主。电子特气具有超高纯度的指标要求，且具有品类多、批量小、高频次的应用特点，采用瓶装供气是电子特气行业的主流销售模式，对一些需求量较大的电子特气还会采用长管拖车（鱼雷车）的运输方式。 电子特气生产流程包含合成、纯化、混配、检测、充装等环节。气体合成通过化学反应生成低纯度气体，气体纯化将低纯度原料加工为高纯度产品；气体混配是将各气体及平衡气混配以满足客户定制化需求，气体检测是产品一致性的品控，与气体充装一样都需要专业化设备。 盈利存在一定周期性波动，本质为产品生意。电子特气的原材料主要为外购的工业气体和化学原材料，成本比空分大宗气体更高（空分气体原材料为空气&工业废 气体混配 气），且容易波动；由于纯度、包装储运等要求高，电子特气多为高附加值产品，但大多单一品种产销量较小，价格跟随市场供需波动，且盈利空间可能会随着新入者数量的增多而缩小，存在一定周期性波动。 图表：电子特气主要以零售供气为主 图表：电子特气生产+包装运输的主要流程 气体合成 气体纯化 1.3竞争要点：电子大宗对可靠性及稳定性要求极高 电子大宗气体是复杂的系统工程，需要专业稳定的工程能力。 电子大宗对可靠性及稳定性要求极高。电子大宗占下游客户生产成本不高，据广钢气体公告，例如投资一个晶圆厂百亿以上的投入，对应配套的电子大宗项目投资成本占比可能仅为1%。但电子大宗对下游客户的生产影响较大，“牵一发而动全身”，若发生故障将导致整条产线受到影响，故成功案例/成熟经验团队是入局的重要条件。 图表：广钢气体电子大宗气体项目生产工艺流程图 图表：电子大宗气体供应需要满足超纯、超稳定、超可靠、全品种供应四大要求 每年365天，每天24小时不间 若断供将直接导致客户 后备系统、 对供气 超可靠（低容错率） 超纯（高纯度指标） 超稳定（稀有气体供应） 电子大宗气体产品纯度、压力、流量等参数是电子产品的性能及成品率的重要影响因素； 每升级一代，气体纯度提高1000倍（从 ppm到ppb） 单项气体杂质也有严格控制 环境温度、湿度、电压、客动均可能造成气体供应 波动，包括纯度 要求每秒供 1ppb以 1.3竞争要点：电子特气注重产品、认证、价格 产品端要做到品质达标及一致性，还需要产品多样性。目前产品生产端，国内厂商除少数仍存较大技术门槛的品种外，很多品种都具备生产能力；气瓶的处理和充装也是需要攻克的技术，气体进入包装物时纯度很高，后面仍需要进行加热、抽真空、清洗、钝化、充装、稳定性分析等等环节，期间需要保障气体的高纯度和一致性，考验技术实力和处理方式。通常在下游客户生产过程里单一环节中电子特气需要多品种一起使用，其中单一品种占下游客户的量和成本占比小，故厂商还需具备多品种供应能力。 合格产品是准入门槛，下游认证是硬性条件。电子产业链认证难度大、周期长，如若想要实现批量销售，需要“天时地利人和”：原供应商产品占客户生产成本高，替换成本有优势；交货及时等服务方面存在优势；客户的生产产线闲置，有时间/设备/人员做测试。 价格优势助力国内电子特气企业竞争力逐步提升。1）部分产品生产的技术可以达到国际先进水平；2）得益于国内电子半导体行业的快速发展，内资企业具有贴近客户、运输成本低的天然优势；3）据智研咨询，国内高纯气体平均价格只有国际市场价格的60%左右。 电子特气 该具备什么？ 图表：切入电子特气生意的基础 产品：生产纯度&技术达标认证通过的基础 认证：难度大、周期长； 需要“天时地利人和”：替换成本优势/交货及时等服务优势/下游具备空余产线等设备人力基础 价