幾十種口糧喂出來的產(chǎn)品

任何電子產(chǎn)品都逃不開電子氣體，它是重要的基礎(chǔ)性原材料，被喻為工業(yè)制造的“血液“或”糧食”。

電子氣體是特種氣體的一個重要分支（簡稱電子特氣），是集成電路（IC）、平面顯示器件（LCD、LED、OLED）、太陽能(6.890,0.04,0.58%)電池等電子工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的原材料。在集成電路產(chǎn)業(yè)使用的電子氣體中可分為大宗氣體（常用氣體）和特殊氣體兩類。

大宗氣體一般是以氮氣（N2）、氫氣（H2）、氧氣（O2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）等純凈氣體為主。大宗氣體在半導(dǎo)體制造中主要有兩種功能，一種是作為反應(yīng)氣體參與到化學(xué)反應(yīng)中，比如氫氣（H2）、氧氣（O2）等等。另外一種是作為保護氣體使用的惰性氣體，經(jīng)常用在高溫烘烤或清洗過程，這些氣體一般是以惰性氣體為主，比如氮氣（N2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）等等。

特殊氣體以化合物氣體為主，主要是集成電路制造中的反應(yīng)氣體。常見氣體包括硅烷（SiH4）、鍺烷（GeH4）、溴化氫（HBr）、磷化氫（PH3）、砷化氫（AsH3）、乙硼烷（B2H6）、一氧化二氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、六氟化鎢(WF6)、三氟化氮（NF3）、四氟化碳（CF4）、三氯化硼（BCl3）、三氟化硼（BF3）、三氟甲烷(CHF3)、六氟乙烷(C2F6)、二氯二氫硅烷（Si2H2Cl）、四氟化硅(SiF4)、正硅酸乙酯[(C2H5O)4Si]、八氟丁烷(C4F8)、高純氨氣（NH3）、高純氯氣（Cl2）等。其中，三氟化氮（NF3）、硅烷（SiH4）和氨氣（NH3）是集成電路制造、光伏制造、顯示面板制造領(lǐng)域的三大主要氣體。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　資料來源：《半導(dǎo)體制造技術(shù)》，株洲動力谷產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究院有限公司

電子產(chǎn)品都是大胃王

一款產(chǎn)品需要幾十甚至上百種電子氣體，以集成電路為例，涉及電子氣體約100多種，核心工段約40~50種。雖然每種氣體用量并沒有很大，但種類繁多，整體用量就變大了。從全球市場占比來看，硅烷約為22%，三氟化氮為13%，離子注入氣為10%，氟碳類為6%，六氟化鎢為4%，笑氣為4%，鍺烷為3%，高純氨為3%以及大量其它氣體。

根據(jù)金宏氣體招股書披露的各領(lǐng)域電子特殊氣體和電子大宗氣體所需占比分析，在集成電路領(lǐng)域電子特殊氣體和電子大宗氣體用量相當，約各占50%。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖源丨金宏氣體招股書

此外，根據(jù)當前集成電路制造所需主要電子氣體市場價格調(diào)查，電子大宗氣體與電子特殊氣體經(jīng)濟價值比值約達3:7，如下表所示：

綜合當前集成電路制造所需主要電子氣體市場價格及用量，因此可以得出，集成電路制造電子氣體投入成本中，電子特殊氣體占比達到70%，電子大宗氣體只占到其中的30%。

造不同的產(chǎn)品，對電子氣體的要求也不同，其中用于制造集成電路的電子氣體規(guī)格最高。通常，光伏能源、光纖光纜領(lǐng)域?qū)徍苏J證周期為0.5年~1年，顯示面板為1年~2年，集成電路領(lǐng)域則需2年~3年。

以當前電子氣體市場來看，集成電路市場最具活力、最先進、最具競爭力，太陽能制造商則需要能夠同時提高產(chǎn)量、提高電池效率、降低制造成本的電子氣體供應(yīng)方法，平板顯示屏制造商需要大規(guī)模的超純氣體供應(yīng)。

電子產(chǎn)品都愛挑食

電子氣體對純度的要求比其它行業(yè)要高得多。任何微小的氣體純凈度差異，如氧氣、水分、金屬、顆粒等雜質(zhì)，都會導(dǎo)致產(chǎn)品性能降低甚至報廢。為保證成品質(zhì)量，電子氣體要同時滿足超純和超凈兩個要求。

純度是電子氣體質(zhì)量最重要的指標。通常，行業(yè)會使用N來衡量純度，N前面數(shù)字越大純度越高。電子氣體純度往往要達到5N以上級別，甚至需要達到6N、7N以上。此外，電子氣體還要將金屬元素雜質(zhì)含量凈化到10-9級~10-12級。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　氣體級別與純度的關(guān)系，制表丨果殼硬科技

　參考資料丨東方財富證券，民生證券

對產(chǎn)品來說，電子氣體一定是越純越好。就拿集成電路來講，制程工藝已從28nm、14nm、7nm、5nm提升至4nm/3nm，這意味著任何肉眼不可見的細小差別都能對生產(chǎn)造成影響，更純的電子氣體才能保證生產(chǎn)的器件在性能、集成度、成品率等方面不會出現(xiàn)差錯。

不過，看似只是在小數(shù)點后增加一位數(shù)字，實際會是一次技術(shù)大升級。越純的東西，越難造，電子氣體純度等級每提高1N，意味著粒子、金屬雜質(zhì)含量濃度需要降低一個數(shù)量級。

為了追求更極致的純，電子氣體生產(chǎn)全流程都將迎來技術(shù)升級，涉及氣體合成、分離與提純、混配（如為混合氣）、容器處理、充裝、分析檢測等工序，相關(guān)技術(shù)包括氣體合成、深度純化、混合氣配置、ppm/ppb/ppt級雜質(zhì)的分析檢測技術(shù)、配套器件及氣瓶和管路。

不同氣體特性千差萬別，任何環(huán)節(jié)都不能疏漏。簡單來說，氣體供應(yīng)商首先會對上游原料工業(yè)氣進行全面分析，其次根據(jù)雜質(zhì)成分復(fù)雜程度設(shè)計生產(chǎn)工藝和設(shè)備，最后采用在線自動監(jiān)控設(shè)備進行高精度分析。

電子產(chǎn)品渴望換口味

四大跨國巨頭壟斷全球電子特氣91%市場：21世紀以來，全球氣體行業(yè)形成了美國空氣集團、法國液空集團、德國林德集團、日本太陽日酸四家巨頭公司壟斷的行業(yè)格局；2018年，四家氣體巨頭占據(jù)了全球電子特氣市場約91%的市場份額。2025年我國電子特氣國產(chǎn)化率有望提升至25%：由于我國電子特氣行業(yè)起步晚，過去國內(nèi)氣體企業(yè)與國外巨頭存在較大技術(shù) 代差，2020年我國電子特氣國產(chǎn)化率僅14%。我們預(yù)計未來三年國內(nèi)氣體企業(yè)所占份額有望提升至25%。