半导体材料之特种气体行业分析报告

文章大纲

工业气体是现代工业的基础原材料

·国内工业气体市场规模增速较快

·现场制气市场国内外大型企业竞争激烈

新兴行业快速发展带动特种气体需求高增长

·近几年国内特气市场规模平均增速超过15%

·半导体、液晶面板、光伏等行业快速发展提升需求量

·国内电子特气市场保持较快增速、国产化需求日益提升

国内气体公司迎来市场机遇

·金宏气体

·华特气体

·南大光电

·昊华科技

·雅克科技

·和远气体

·凯美特气

电子特气

工业气体是现代工业的基础原材料

国内工业气体市场规模增速较快

工业中把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品，工业气体行业原材料是空气、工业废气、基础化学原料等，其上游行业是气体分离及纯化设备制造业、基础化学原料行业、压力容器设备制造业等。下游领域包括集成电路、液晶面板、LED、光纤通、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、高端装备制造等新兴行业以及冶金、化工、机械制造等传统行业。

全球工业气体市场近年来呈现稳步增长的态势，2018年全球工业气体市场规模约为1220亿美元，我国工业气体市场规模为1350亿元，2010-2018年年均复合增长率达到16.05%。与发达国家相比，我国人均工业气体消费量还处在较低水平，根据2018年的人均工业气体消费量统计，我国的人均工业气体消费只有美国的1/26，不足西欧与澳洲的1/20，与南美和东欧国家也有较大差距，未来仍有很大的发展潜力。

根据制备方式和应用领域的不同，工业气体产品可以分为两大类大宗气体和特种气体。大宗气体主要包括氧、氮、氩等空分气体及乙炔、二氧化碳等合成气体，特种气体品种较多，主要包括电子特种气体、高纯气体和标准气体等。

现场制气市场国内外大型企业竞争激烈

工业气体行业的经营模式根据客户及业务特点可以分为零售供气和现场供气。

现场供气市场以大型企业竞争为主。现场制气主要服务于钢铁、化工等大型化工企业，其项目投资额大，供气量大且稳定，对企业的资金实力、运营能力等均要求较高。20世纪80年代起，以液化空气、林德集团为代表的外资气体供应商开始进入中国市场，并依靠雄厚的资金实力和丰富的项目运作经验迅速占领了国内现场制气市场。随着国内技术进步和产业转型升级，以盈德气体、宝钢气体为代表的中国本土气体公司也加入了大规模现场制气的竞争，凭借着成本以及本土化优势，在国内市场上占据了一定的市场份额。由于工业气体行业较空分设备行业具有市场容量大、现金流稳定、行业周期性波动小等诸多优势，近年来国内大型的空分设备生产企业如杭氧股份、四川空分集团也开始由单纯的设备制造商向大型现场制气供应商转型，并在国内市场上占据了一定的市场份额。

近年来随着大型煤制油、煤制气项目的实施，在大型现场供气领域，本土气体公司与国际气体公司的竞争日趋激烈，但其市场竞争力也逐渐提升。目前国内空分气体现场制气市场形成了外资巨头、国内专业气体供应商、空分设备制造商共同竞争的局面，竞争较为激烈。

零售供气市场参与企业较多。近年来随着国内集成电路、液晶面板、LED、光纤通、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、高端装备制造、食品等产业的快速发展，新兴分散用气市场不断发展壮大，这一市场的特点是客户对单一气体需求量相对较小，但对气体品种需求较多，供气方式以零售为主。由于外资企业在国内的发展战略主要定位于大型现场制气市场，因此零售气市场是内资企业争夺的焦点。部分气体零售企业已在各自区域内建立了先发优势，并不断通过兼并收购的方式将销售网络扩展到其他区域，因而零售气市场的竞争具有较强的区域分散性。

电子特气

国内半导体、液晶面板、光伏等新兴行业快速发展带动特种气体需求高增长

近几年国内特气市场规模平均增速超过15%

特种气体主要包括电子特种气体、高纯气体和标准气体。近年来随着下游应用领域及新工艺路线的逐步扩展，特种气体的品种也与日俱增，已成为高科技应用领域不可缺少的核心原材料。随着气体分离与提纯技术和混配技术的不断发展，更多的特种气体产品将逐步走向市场，特种气体品种也将得到进一步的丰富。

根据卓创资讯统计，2017年全球特种气体市场规模达241亿美元，较2016年同比增长11.55%。2017年国内特种气体市场规模约178亿元，2010-2017年市场平均增速达15.48%，2022年市场规模将达411亿元。

特种气体主要应用于电子半导体、化工、医疗环保、显示面板、光伏等行业，在特种气体的各个应用领域中，半导体客户对气体产品的要求较为严格，既需满足纯度要求又要确保质量稳定性。作为集成电路制造的关键材料，伴随着下游产业技术的快速迭代，特种气体对纯度和精度的要求持续提高，集成电路单一客户需要的特种气体种类就超过50种。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6N（99.9999%）以上。出于成本控制、仓储管理、供应稳定等多方面考虑，客户更希望能在一家供应商完成多种产品的采购，因此全球知名的集成电路制造厂商及面板厂商多釆用TGCM的模式，把生产工厂内的气体和化学品的管理配送等工作分包给专业的气体公司。

半导体、液晶面板、光伏等行业快速发展提升特气需求量

近年来集成电路、液晶面板、LED、光纤通、光伏、高端装备制造、医疗健康等行业的快速发展，带动国内特气需求增速保持较高水平。

半导体产业链向国内转移，国内半导体市场规模增速较高。2019年全球半导体销售额达4183亿美元，近五年复合增速为4.21%，随着国内制造业快速发展，以及巨大的终端消费市场和劳动力人口优势，半导体产业链将加快向国内转移，近几年国内集成电路市场销售额均保持20%以上的高增速，预计将带动集成电路电子用气市场规模保持高速增长。

全球大尺寸面板及光伏装机量增速较高。近年来全球大尺寸液晶面板产能不断提升，2018年全球产能增速约为9%，国内面板厂商也纷纷加快高世代液晶面板生产线的建设，预计液晶面板特气用量将持续保持高增速。与此同时，2010年以来我国光伏产业迅速崛起，成为全球光伏产业发展的主要动力之一，2020年5月全国新能源消纳监测预警中心发布2020年全国光伏发电合计新增消纳能力48.45GW，预计近两年国内光伏行业仍将保持较快增长。

国内电子特气市场保持较快增速、国产化需求日益提升

近年来随着电子工业的快速发展，电子气体在半导体行业中的地位日益凸显。广义的“电子气体”指可用于电子工业生产中使用的气体，狭义的“电子气体”特指可用于电子半导体领域生产的特种气体。电子气体可以分为电子特种气体和电子大宗气体。

2018年全球电子特种气体市场规模45.12亿美元，同比增长15.93%。根据中国半导体行业协会统计的数据，2018年我国电子特种气体的市场规模为121.56亿元。预计伴随下游集成电路行业的快速发展，国内电子特气需求将保持较高增速，预计到2024年国内电子特气市场规模将达到230亿元。

电子气体是仅次于大硅片的第二大市场需求半导体材料，电子气体在半导体材料市场占比达14%。电子气体在电子产品制程工艺中广泛应用于离子注入、刻蚀、气相沉积、掺杂等工艺，被称为集成电路、液晶面板、LED及光伏等材料的“粮食”和“源”。

国产化需求迫切。据卓创资讯统计，2017年我国电子特种气体市场中空气化工、液化空气、大阳日酸、普莱克斯、林德集团等国外气体公司的合计市场占比为88%，国内气体公司市场份额合计仅占12%。根据中国工业气体工业协会统计，目前集成电路生产用的特种气体，我国仅能生产约20%的品种，其余均依赖进口。目前我国国内企业所能批量生产的特种气体仍主要集中在集成电路的清洗、蚀刻、光刻等工艺环节，对掺杂、沉积等工艺的特种气体仅有少部分品种取得突破，伴随外部环境不确定性提升，下游客户对供应链国产化需求显著加强。

电子特气

国内气体公司迎来市场机遇

如前文所述2017年我国电子特种气体市场中国内气体公司市场份额合计仅占12%，集成电路生产用的特种气体我国仅能生产约20%的品种，伴随外部环境不确定性提升，下游客户对供应链国产化需求显著加强。目前国内主要的特种气体厂商主要有金宏气体、华特气体、雅克科技、昊华科技、南大光电等公司，近年来国内气体公司已陆续实现IC用高纯二氧化碳、高纯六氟乙烷、光刻气、超纯氨等多个产品的进口替代，伴随国内下游半导体等行业快速发展，未来两年特气行业国产替代进程有望加快。

金宏气体民营气体龙头企业，打造气体行业民族品牌

金宏气体是国内民营气体行业的龙头企业。2017-2018年公司销售额连续两年在协会的民营气体行业企业统计中名列第一，客户包括华润微电子、华力微电子、京东方、三星电子、三安光电、聚灿光电、通威太阳能等。2019年公司实现营收11.6亿元，归母净利润1.77亿元，其中电子特种气体营收3.91亿元，占比34%。2019年公司销售毛利率为48.59%，2017-2019年公司各业务毛利率均逐步提升。2020年Q1营收为2.52亿元，增速0.20%，归母净利0.2亿元，增速-38.38%。H1预告归母净利0.77~0.86亿元，增速1.96%~13.95%。

金宏气体特种气体主要产品以超纯氨、氢气和氧化亚氮为主。我国超纯氨市场目前已基本实现进口替代，市场集中度较高，公司市占率超过50%。我国本土高纯氢企业主要在零售氢气供应市场竞争，客户多为各类电子企业、有色金属深加工企业等，2017年需求量已达到2.58亿立方米，预计2022年中国高纯氢气需求量就超过4亿立方米，我国高纯氢气行业发展前景向好。在集成电路和LED芯片的制作过程中，高纯氧化亚氮经化学反应生成的SiO2膜被沉淀到硅衬底上，属于化学气相沉积过程；高纯氧化亚氮也应用于TFT－LED及OLED生产的显示屏制作过程中，需求量增速较快。

公司大力发展现场全面运维TGCM业务TGCM是Total Gas and Chemical Management（全面气体及化学品运维管理服务）的简称，指气体供应商为半导体制造商提供的一整套气体及化学品综合服务，包括产品管理、设备管理、工程和技术支持服务、分析服务、息管理服务以及废物管理等。公司在国内同行中率先开展此业务，该业务增强客户黏性，利于产品持续导入，2017年起公司陆续与亨通光电、乾照光电、聚灿光电等签订长期的项目管理合同，2019年与三星电子签订了气体供应系统全套运维管理服务合约。

公司募投项目贡献利润增量。公司于2020年6月上市，募投资金用于六个项目，其中张家港金宏气体有限公司超大规模集成电路用高纯气体项目、年充装392.2万瓶工业气体项目、年充装125万瓶工业气体项目投产后预计新增利润总额1.26亿元。

华特气体半导体特气领先企业

华特气体是国内率先打破极大规模集成电路、新型显示面板等尖端领域气体材料进口制约的国内半导体特气领先企业。2019年公司营业收入8.44亿元，同比增长3.23%，实现净利润7259万元，毛利率35.38%。其中电子特种气体营业收入4.48亿元，占比53%。2016-2019年公司特种气体毛利率基本较为稳定，维持在40%附近。2020年Q1营收1.89亿元，增速13.85%，归母净利0.17亿元，增速-9.71%。

公司已成功进入较多半导体客户供应链体系目前华特气体已经实现了高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、光刻气、高纯四氟化碳、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯八氟丙烷、高纯一氧化氮等近20个产品的进口替代。完成了对国内8寸以上集成电路制造厂商超过80%的客户覆盖率。高纯三氟甲烷等部分产品已批量应用到半导体制程14纳米和7纳米工艺，高纯锗烷等产品已通过海力士先进制程的验证。4种混合气于2017年通过ASML公司的产品认证，目前公司是长江存储战略供应商，与中芯国际保持密切合作。

公司储备产品较多公司目前储备的品类有20多个，未来会瞄准先进制程的腐蚀类和合成类气体。2019年下半年，锗烷产品通过海力士认证，一氟甲烷产品正处于液化空气集团美国分公司、大阳日酸株式会社及中芯国际等客户的认证过程中。

募投项目将贡献增量业绩新增收入。公司于2019年12月上市，募投资金用于四个项目，其中气体中心建设及仓储经营项目、电子气体生产纯化及工业气体充装项目投产后预计新增销售收入5.04亿元。

南大光电半导体材料多点开花，收购飞源气体打开特气业务成长空间

南大光电目前主要业务包括MO源、电子特气，同时公司正在推进光刻胶及配套材料、ALD前驱体产品业务。2019年公司营业收入3.21亿元，归母净利5501万元，其中特气业务营业收入1.64亿元，同比增速108.81%，占比营收50.9%，毛利率49.98%。

公司持续提高科研能力、技术转化能力。目前公司全力打造“MO源全球第一，电子特气国内一流，193nm光刻胶成功产业化”三大核心业务的核心架构。公司已安装完成一条193nm光刻胶生产线，处于调试阶段，自主研发制备光刻胶用的高纯原材料，正在进行客户评估工作。公司已掌握多种ALD/CVD前驱体材料的生产技术，并且具备规模化生产的能力，可提供包括TDMAT在内的多种产品，部分产品已通过客户验证，实现小批量销售。

公司收购飞源气体布局含氟特气。公司高纯磷烷、砷烷已在LED行业取得主要份额，在IC行业快速替代进口，市场份额也在逐步的增高。在不断开拓现有产品市场的同时，公司也在积极开发特气新产品。包括硅烷、硼烷等多种混合气体的项目已基本完成，并将逐步投放市场。为进一步推进电子特种气体业务的布局与发展，公司采用现金收购及增资方式取得山东飞源气体57.97%的股权。飞源气体现有三氟化氮产能1000吨、六氟化硫产能2000吨，三氟化氮已成为台积电、台湾鸿海集团、京东方、华星光电、龙腾光电、重庆惠科等厂商的核心供应商。鸿海集团深圳SDP也完成了电子级SF6的导入。

特气业务积极扩产提升产能。公司计划将电子特气的产能扩大一倍，一期将扩产磷烷17.5吨，二期再扩产磷烷17.5吨和砷烷15吨，以应对市场对砷烷磷烷，特别是砷烷的需求。

昊华科技含氟特气及高端氟材料带动公司快速发展

昊华科技通过收购大股东中国昊华下属12家优质化工科技型企业，转型升级为先进材料、特种化学品及创新服务供应商。2019年公司营业收入47亿元，归母净利5.25亿元，目前主要供货的特气产品为三氟化氮和六氟化硫，特气业务营业收入3.87亿元，同比增速28.4%，占比营收8.91%，毛利率33%。

继续拓展含氟气体项目。公司所属黎明院重点实施了与韩国大成合作建设的2000吨/年三氟化氮项目，产品广泛应用于蚀刻、清洗、离子注入等工艺。2020年3月黎明院计划新建年产4600吨特种电子气体项目，包括3000吨/年三氟化氮、1000吨/年四氟化碳和600吨/年六氟化钨，根据项目可行性报告分析，项目总投资收益率为14.53％，财务内部收益率17.07%，项目投资回收期6.66年（含建设期1.5年）。

承接国家重点项目（1）电子级六氟化钨连续稳定制备5N纯度的电子级六氟化钨产品（产能100吨/年），实现销售收入6000万元。目前已完成工艺放大优化并制备出合格产品，并向客户供货。（2）环保绝缘气体国家科技部重点研发计划项目，开发C4F7N的氟化合成、精制提纯、工程放大和质量检测技术，目前完成中试验证。（3）高纯电子气体国家科技重大专项项目，开发电子气体工程化关键共性技术，已完成华润上华硼烷混合气的产品验证。（4）6N5高纯砷烷材料大连市重点科技研发计划项目，开发6N5高纯砷烷材料制备及批产技术，目前已完成砷烷合成及分析检测技术研究已完成砷烷合成反应釜、精馏等关键设备的设计加工和定型设备采购。

雅克科技积极打造战略新兴材料平台，电子特气业务积极扩产

公司在成功并购华飞电子、江苏先科和成都科美特以后，公司业务发展为以电子材料为核心，以LNG保温绝热板材为补充，以阻燃剂业务为辅助的战略新兴材料平台型公司。公司电子材料业务具体包括前驱体/SOD、电子特气、LDS输送系统、光刻胶和球形硅微粉业务。2019年公司营业收入18.32亿元，归母净利2.93亿元，其中电子特种气体业务营业收入3.95亿元，占比21.57%，营收同比增速53.82%，毛利率50.89%。

通过并购重组，布局电子特气业务，四氟化碳产品已稳定供应半导体客户。公司子公司科美特主要产品为六氟化硫和四氟化碳，电子级四氟化碳和六氟化硫主要用于刻蚀环节，符合工业标准的六氟化硫气体主要用于输配电及控制设备行业（电绝缘性好）。自2016年4月至今一直为台积电Fab 14A厂的唯一供应商供应高纯四氟化碳产品，科美特还为美国Intel、美国TI等半导体制造商供应四氟化碳产品。工业级六氟化硫产品主要供应国内电力设备生产商，如中国西电，平高集团、泰开集团等，电子级六氟化硫销售给国外半导体厂商。

电子特气业务积极扩产。公司目前具备年产六氟化硫8500吨、电子级四氟化碳1200吨的产能，计划在建六氟化硫产能10000吨/年，四氟化碳产能2000吨/年，并有3500吨/年的三氟化氮产能正在建设中，生产规模在国内处于领先地位。

和远气体立足湖北市场，巩固地域优势

公司是华中地区知名的民营专业气体企业，在瓶装气体市场公司在湖北省占有70%的市场份额，液态气体市场份额在华中区域拥有绝对优势。2019年公司营业收入6.66亿元，实现净利润8453万元，毛利率43.94%。2020年Q1营收为1.01亿元，同比下滑30%，归母净利0.11亿元，同比下滑38.65%。

公司与较多下游客户形成长期合作关系。公司主要的产品为氧气、氮气、氩气等普通气体，其中工业气体客户包括兴发集团、烽火通、格力电器、美的集团、晶科能源、武钢气体、三宁化工；食品级液氮客户包括顶津食品、红牛饮品、百事食品、伊利乳业、汇源果汁、银鹭集团；医用氧客户包括武汉儿童医院、宜昌市中心医院等大型医疗机构。

公司投资建设电子特气产业园项目。2020年4月公司发布公告，将投资2.8亿元在湖北省潜江化工园兴建电子特气产业园，主要产品为电子级超纯氨8万吨/年，电子级高纯氢气32000万方/年（最大产能）。

募投项目巩固产品优势。公司于2020年1月上市，募投资金用于六个项目，其中潜江年产7万吨食品液氮项目、鄂西北气体营运中心项目、湖北和远气体猇亭分公司气体技术升级改造项目、兴发集团宜昌新材料产业园气体配套及尾气提纯利用项目投产后预计新增产值3.5亿元。

凯美特气国内食品级液体二氧化碳龙头企业

公司已成为目前国内以化工尾气为原料，年产能最大的食品级液体二氧化碳生产企业。已形成年产36万吨高纯食品级液体二氧化碳生产能力。公司2019年营业收入5.15亿元，实现归母净利润8921.77万元，毛利率46.79%。

公司与下游客户形成了稳定的合作关系。公司是可口可乐和百事可乐等公司在中国的策略供应商，客户有杭州娃哈哈集团、屈臣氏集团、百威英博啤酒集团、珠江啤酒集团、青岛啤酒、华润雪花啤酒，中国中车集团、中船重工集团武昌船舶重工有限公司、中国船舶工业集团广州中船黄埔造船有限公司、武汉钢铁（集团）公司、铜陵有色金属集团控股有限公司、三一重工、中联重科、山河智能、岳阳林纸等。

积极开发电子特种气体。公司电子特种气体稀有项目于2018年1月17日由岳阳市发改委批准立项，项目通过生产设备选型和关键工艺技术的研发和掌握，可以生产高质量的电子特种气体。一期效益预测生产达到预估销售量时，年均销售收入为12959万元（含税）,年平均利润总额7339万元。目前已完成工程主体建设及设备安装、调试工作，2020年1月进入试生产阶段，公司已启动多个认证程序。

参考资料来自西部证券研究所

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