半导体特种气体属于规模不大但增速较快、毛利回报较高的细分赛道。按2020年口径,半导体特种气体市场规模约45亿美元,在工业气体整体市场中占比不到4%,未来有希望提升到工业气体的10%;国内特气国产化率还不到15%,是国产替代的重点方向。 以凯美特气为例,其氖气毛利率可以达到94%,高回报正吸引气体厂商积极布局。需要说明的是,电子特气品类多、市场分散,单个品种规模普遍偏小,规模最大的单品三氟化氮约8亿美元,氖气约1亿美元。
一、市场规模:小众但增速快
2020年,工业气体整体市场规模超过1340亿美元,其中大宗气体是主要市场,属于资本密集型、技术壁垒相对不高,我国已实现自主化。相比之下,电子特气是小众市场:2020年半导体特种气体市场规模只有45亿美元左右,在工业气体大市场中占比不到4%。
但从趋势看,需求增速很快,未来有希望提升到工业气体的10%。从全球电子特气市场规模(亿美元)的历史数据看,2016年为36.8,2017年为38.8,2018年为42.8,2019年为43.0,2020年为41.8,2021年为45.3,整体呈稳步扩张态势。
二、需求驱动:晶圆厂扩产与制程升级
在半导体制造过程中,使用到的气体超过100种,其中特种气体(电子特气)与大宗气体用量大概各占一半。电子特气以化合物气体为主,主要作用是参与芯片制造过程,通过化学反应生成物质,例如利用硅烷反应生成二氧化硅介质。
随着芯片制程不断发展,对气体纯度的要求越来越高:进入纳米时代后,气体纯度至少要达到5N,先进制程更要求纯度达到6N以上。纯度直接影响芯片的技术指标和良率,这使得电子特气的提纯与混配工艺壁垒很高——提纯涉及精馏分离、分子筛吸附分离、膜分离等多种方法组合;混合气配比精度则是光刻气等产品的核心参数,配比偏差会影响光刻机分辨率。
三、高毛利与国产替代共振
电子特气需求增长快、毛利回报高。资料显示,凯美特气的氖气毛利率可以达到94%,因此气体厂商布局电子特气的积极性很高。
国内方面,特气仍是薄弱环节,国产化率还不到15%。在政策支持与成本优势下,国产特气实现了蓬勃发展,多家公司在不同单品上取得突破,例如华特气体从高纯六氟乙烷入手,已能规模化供应20多种产品。不过,终端晶圆厂或设备商对国产产品认证较为谨慎,获得认证的国产厂商较少,部分国内企业只能先通过国际大厂贴牌销售,例如凯美特气生产的混合气体已能满足阿斯麦的光刻机需求,但因缺少认证,暂时只能通过林德和法液空销售。能否获得认证,是筛选优质气体公司的重要参考。
常见问题
电子特气在半导体材料中占比大吗?
不大。按2020年口径,半导体特种气体市场规模约45亿美元,在工业气体整体市场中占比不到4%。但它需求增速快、毛利回报高,未来有希望提升到工业气体的10%。
氖气市场规模有多大?毛利率为何受关注?
氖气规模约1亿美元,能贡献的业绩弹性其实很小。其受关注主要因为俄乌冲突导致供给受损、被媒体广泛报道,同时凯美特气的氖气毛利率可以达到94%,体现出电子特气较高的毛利回报特征。
国内电子特气国产化进展如何?
国内特气国产化率还不到15%,仍是薄弱环节。目前已有多家公司在不同单品实现突破,但真正通过终端客户认证的较少,认证情况是判断气体公司竞争力的重要参考。