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電子氣體為電子制造業(yè)中不可或缺的關(guān)鍵材料
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-07-04

電子氣體可分為大宗氣和特種氣

電子氣體包括大宗電子氣體和電子特種氣體，是集成電路、顯示面板、半導(dǎo)體照明、光伏等行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關(guān)鍵性材料。同時(shí)它也是集成電路制造的第二大制造材料。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)以及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，電子氣體在半導(dǎo)體制造材料占比僅次于硅片，占晶圓制造成本的14%。

電子大宗氣體和電子特種氣體在電子半導(dǎo)體領(lǐng)域的用量可通過在成本的占比看出。在集成電路制造、半導(dǎo)體顯示等生產(chǎn)環(huán)節(jié)更多、生產(chǎn)要求更嚴(yán)苛、制程更先進(jìn)的細(xì)分領(lǐng)域，電子大宗氣體占全部氣體成本的比例更高。集成電路制造領(lǐng)域電子大宗氣體占比 55%，而在半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域電子大宗氣體占比更是高達(dá)65%。

電子特種氣體主要應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié)，主要分為三氟化氮等清洗氣體、六氟化鎢等金屬氣相沉積氣體等。

在半導(dǎo)體制備過程中，電子特氣供應(yīng)主要有現(xiàn)場(chǎng)供氣、儲(chǔ)槽供氣、瓶裝供氣三種模式，現(xiàn)階段中國(guó)半導(dǎo)體制備過程主要使用現(xiàn)場(chǎng)供氣和儲(chǔ)槽供氣兩種，未來隨著半導(dǎo)體制備集約化程度提升，現(xiàn)場(chǎng)供氣將成為行業(yè)制備供應(yīng)的最主要供應(yīng)模式。

集成電路為氣體下游最大應(yīng)用。從全球來看，電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場(chǎng)總需求的 71%，應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場(chǎng)總需求的18%；從我國(guó)來看，電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場(chǎng)總需求的42%，應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場(chǎng)總需求的 37%。

國(guó)產(chǎn)化亟需快速推進(jìn)

預(yù)計(jì) 2025 年全球電特種氣體市場(chǎng)規(guī)模將超 60 億美元。據(jù)TECHCET統(tǒng)計(jì)，全球電子特種氣體的市場(chǎng)規(guī)模 2017 年約為 36.91 億美元，2021 年進(jìn)一步增長(zhǎng)至45.38億美元，2017 年至 2021 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 5.30%，預(yù)計(jì)2025 年市場(chǎng)容量將超過60億美元，2021 年-2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)達(dá)到 7.33%。2021 年，全球電子氣體的市場(chǎng)規(guī)模約為 62.51 億美元，其中電子特種氣體占72.60%，電子大宗氣體占 27.40%。

海外企業(yè)近乎壟斷，國(guó)產(chǎn)進(jìn)程亟需加速。全球電子氣體主要生產(chǎn)企業(yè)林德等前十大企業(yè)，共占據(jù)全球電子氣體 90%以上市場(chǎng)份額。其中，林德、液化空氣、大陽日酸和空氣化工 4 大國(guó)際巨頭市場(chǎng)份額超過 70%。據(jù)智研資訊統(tǒng)計(jì)，2018-2020年我國(guó)電子特氣國(guó)產(chǎn)化率由 9%連年增長(zhǎng)至 14%，3 年增長(zhǎng)了5 個(gè)百分點(diǎn)。隨著電子特氣國(guó)產(chǎn)趨勢(shì)持續(xù)深入，預(yù)計(jì) 2025 年我國(guó)電子特氣國(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到25%。

下游晶圓擴(kuò)產(chǎn)熱潮有望帶動(dòng)氣體需求快速攀升

2024 年全球晶圓產(chǎn)能預(yù)計(jì)同比增長(zhǎng) 6.4%。據(jù)SEMI 統(tǒng)計(jì)，全球半導(dǎo)體每月晶圓（WPM）產(chǎn)能在 2023 年增長(zhǎng) 5.5%至 2960 萬片后，預(yù)計(jì)2024 年將增長(zhǎng)6.4%，2024年的增長(zhǎng)將由前沿邏輯和代工、包括生成式人工智能和高性能計(jì)算（HPC）在內(nèi)的應(yīng)用的產(chǎn)能增長(zhǎng)以及芯片終端需求的復(fù)蘇推動(dòng)。

2024 年將新增 42 個(gè)晶圓廠項(xiàng)目。此外，《世界晶圓廠預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，從2022年至 2024 年，全球半導(dǎo)體行業(yè)計(jì)劃開始運(yùn)營(yíng) 82 個(gè)新的晶圓廠，其中包括2023年的11 個(gè)項(xiàng)目和 2024 年的 42 個(gè)項(xiàng)目，晶圓尺寸從 300mm 到100mm不等。中國(guó)引領(lǐng)擴(kuò)產(chǎn)熱潮。

在政府資金和其他激勵(lì)措施的推動(dòng)下，預(yù)計(jì)中國(guó)將增加其在全球半導(dǎo)體產(chǎn)能中的份額。預(yù)計(jì)中國(guó)芯片制造商將在2024 年開始運(yùn)營(yíng)18個(gè)項(xiàng)目，2023 年產(chǎn)能同比增長(zhǎng) 12%，達(dá)到每月 760 萬片晶圓，2024 年產(chǎn)能同比增加13%，達(dá)到每月 860 萬片晶圓。

展望 2025 年，據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，為了跟上芯片需求持續(xù)增長(zhǎng)的步伐，全球半導(dǎo)體制造產(chǎn)能預(yù)計(jì)將在 2025 年實(shí)現(xiàn) 7%的增長(zhǎng)，達(dá)到每月晶圓產(chǎn)能3370 萬片（wpm, wafersper month）的歷史新高（以 8 英寸當(dāng)量計(jì)算）。我們認(rèn)為在下游晶圓廠步入新一輪的擴(kuò)產(chǎn)熱潮之際，對(duì)于材料的需求將隨之快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)牢牢把握當(dāng)前機(jī)遇，以期彎道超車。