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2020年中国电子特气行业概览

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电子制造/集成电路

电子特气

集成电路

显示面板

摘要

电子特气是生产集成电路、显示面板等器件所需的重要原材料。受益于电子行业与集成电路行业的高速增长，电子特气行业亦发展迅速。2014年中国电子特气行业市场规模高达80亿元人民币，2014-2019年电子特气销售额年复合增长率高达15%。2019年-2024年中国电子特气行业增速有望进一步提升至20%，主要原因在于电子特气下游三大应用市场（集成电路、LCD面板及LED）均保持高速增长。其中需求占比最大集成电路行业在2014-2018年销售收入年复合增长率高达21%。为实现《国家集成电路产业发展推进纲要》提出的2030年中国“集成电路产业链主要环节达到国际先进水平”的目标，中国集成电路行业将持续高增长态势，成为中国电子特气行业发展有力支撑。

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图表目录

表 5-1 电子特气分类（按气体特性分类）

按气体特性分类	气体名称
易燃性气体	SiH₄、SiH₂CI₂、PH₃等
低压性气体	DCS、CIF₃、WF₆等
毒性气体	NF₃、PH₃等
腐蚀性气体	HCI、CI₂、SiH₂Cl₂、BCI₃BF₃、WF₆、NH₃等
窒息性气体	CO₂、CF₄、C₂F₆
自燃性气体	SiH₄、PH₂、B₂H₆等

表 5-2 电子特气分类（按气体用途分类）

按气体用途分类	气体名称
掺杂用气体	AsH₃、PH₃、AsCl₃、BF₃、SbH₃、BCl₃以及H₂S等
外延晶体生长气	SiH₄、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiCl₄、B₂H₆以及BI₃等
离子注入气	AsF₅、PF₅、PH₃、BF₃、BCl₃以及SiF₄等
发光二级管用气	AsH₃、PH₃、HCl、SeH₂、(CH₂)₂Te以及(C₂H₅)₂Te
刻蚀用气	CF₄、HCl、HF、HBr、SF₆以及SiF₄等
化学气相沉积气	SiH₄、SiH₂CI₂、SiCl₄、NH₃以及NO等

表 6-1 硅烷主流生产工艺

方法	介绍	优点	缺点
硅镁合金法工艺	Si+2Mg→Mg₂Si在真空下进行 Mg₂Si+12NH₄Cl→SiH₄+2MgCl₂·6NH₃+8HCl；在低温液氨下进行	占地面积小、设备简单、原料易得	产品质量不稳定、不能大规模生产且成本较高
金属氢化物工艺	LiAlH₄+SiF₄→LiAlF₄+SiH₄；采用强还原剂LiAlH₄在二甲醚四氢呋喃的溶剂中，通过还原氟化硅生产硅烷	硅烷转化率高、且产品质量好	反应矫健苛刻，难以大规模量产
氯硅烷歧化工艺	Si+2H₂+3SiC1₄→4SiHCl₃ 6SiHCl₃→3SiH₂Cl₂+3SiCl₄4SiH₂Cl₂→2SiH₃Cl+2SiHCl₃ 2SiH₃Cl→SiH₂Cl₂+SiH₄；利用氯硅烷的合成和歧化反应来获得硅烷	适用于超大规模生产单线，单次生产规模可达3,000吨以上原材料易得可循环利用硅烷转化率高且杂质含量低	反应流程长，能耗大

表 7-1 中国砷烷部分产能，截至2019年9月

	现有产能（吨）	新增产能（吨）	产品等级	生产工艺	备注
南大光电	15	15	6N	砷化锌酸解	扩产项目二期
昊华科技	-	<3	6N	-	-
华特股份	-	20	6N	砷化锌酸解	仓储经销
启源领先	-	30	6N	砷化锌酸解	尚未投产

表 8-1 中国高纯N2O部分产能，截至2019年9月

	现有产能（吨）	新增产能（吨）	产品等级	生产工艺	备注
绿菱气体	12,000	0	6N	尾气回收	2014年8月正式投产
重庆同辉科发	10,000	10,000	-	尾气回收	2019年6月新生产线环评公示
江苏伊维特	0	一期1,800，二期4,200	5N	硝酸铵热分解	2019年4月获得危化品安全生产许可证
中科瑞奥	0	20,000	-	尾气回收	2019年1月完成可研，环评安评等手续办理中
山东金博	0	2,000	6N	尾气回收	生产线在建
滁州梅塞尔	-	5,000	5N	-	2019年3月环评公告
金宏气体	500	3,000	5N	尾气回收	2019年5月环保验收

图 9-1 高纯氨气生产过程

图 10-1 中国电子特气行业产业链

图 11-1 中国硅粉与盐酸市场价，2014年-2019H1

图 11-2 中国工业氨市场价，2019年1月-2020年1月10日

表 12-1 电子特气企业业务模式

业务模式	盈利模式	规模	运输半径	特点
瓶装气业务	根据客户需求随时将气体送达客户端	适用于小规模气体用户	电子特气运输半径不受限制	对电子特气企业配送能力要求高
液态气业务	用低温槽车将液态化的气体送达客户端，将低温液态气体储存在客户现有的贮槽中，供客户自行气化使用	适用于中等规模用户	200km左右	对电子特气企业配送能力要求高
现场制气业务	在客户端建造现场制气装置，将现场制备的气体通过管网传输至客户端	适用于大规模用户	-	资本投入高，但盈利能力持续性强

图 13-1 集成电路制造流程及所需气体

表 14-1 TFT-LCD生产过程中需用到的电子特气

工艺	所需气体
CVD非金属膜沉积	非晶硅层膜a-Si	硅烷
	N+-Si层膜	磷烷
	绝缘保护膜SiNx	硅烷、氨气或一氧化二氮、氧化硅等
溅射金属膜沉积	氩气
刻蚀	六氟化硫、高纯氯气等

图 15-1 中国电子特气业市场规模（按销售额统计），2015-2024年预测

表 16-1 中国电子特气行业相关政策，2013年-2018年

政策名称	颁布日期	颁布主体	主要内容及影响
《战略性新兴产业》	2018-11	国家统计局	在“1.2.4集成电路制造”的重点产品和服务中包括了“超高纯度气体外延用原料”，在“3.3.6专用化学品及材料制造”的重点产品和服务中包括了“电子大宗气体、电子特种气体”，电子特气被列入战略性新兴产业
《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017年版）》	2017-06	工信部	在“先进基础材料”中将特种气体明确列示，指出电子特气为中国重点新材料
《新材料产业发展指南》	2017-01	工信部、国家发改委、科技部、财政部	在重点任务中提出“加快高纯特种电子气体研发及产业化，解决极大规模集成电路材料制约”
《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》	2017-01	国家发改委	在“1.3.5关键电子材料”中包括“超高纯度气体等外延材料”，电子特气被列入战略新兴产业
《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》	2016-11	国务院	提出优化新材料产业化及应用环境，提高新材料应用水平，推进新材料融入高端制造供应链，到2020年力争使若干新材料品种进入全球供应链，重大关键材料自给率达到70%以上
《国家重点支持的高新技术领域目录》（2016）	2016-02	科技部	在“四、新材料”中明确指出电子特气为国家重点支持产业
《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013修订）	2013-02	国家发改委	将电子气等新型精细化学品的开发与生产列入“第一类鼓励类”产业

图 17-1 三大应用领域需求增长驱动电子特气行业高速发展

表 18-1 中国部分国产化电子特气与未国产化电子特气，2019年

	气体	中国本土气体公司
国产化气体	光刻气	华特股份
	超纯氨	金宏气体
	硅烷	硅烷科技
	三氟化氮	派瑞特气
	一氧化二氮	绿菱气体
	高纯氯气	太和气体
有待国产化气体	羰基硫	-
有待国产化气体	硒化氢	-

图 19-1 运输配送智能调度平台

表 20-1 不同线宽集成电路对特气所含颗粒杂质要求

最细线宽（mm）	1.2	0.8	0.55	0.35	0.23	0.16
管芯面积（cm²）	0.5	0.9	1.3	2	3	9
尘埃微粒（mm）	0.12	0.08	0.05	0.03	0.02	0.01
尘埃个数/L	<0.35	<0.35	<0.35	<0.35	<0.35	<0.35

表 22-1 中国电子特气行业第一梯队企业特气业务收入情况，2019H1

公司	2019H1收入（亿元）	电子特气业务占比	特气业务收入（亿元）	重要产品
金宏气体	5.46	38.5%	2.1	超纯NH₃龙头，产品纯度达到7N
华特股份	3.91	53.5%	2.09	氟碳类特气规模大，光刻气通过ASML（国际光刻设备行业龙头企业）认证
雅克科技	8.61	20.33%	1.75	CF₄、SF₆产能第一
硅烷科技	2.1	78.4%	1.6	SiH₄领域龙头，产品纯度达到8N
昊华科技	22.79	11.8%	0.88	高纯SF₆行业龙头

表 23-1 绿菱气体主要产品介绍

产品	公司产品纯度	应用	竞争对手			备注
产品	公司产品纯度	应用	公司	现有产能（吨）	新增产能（吨）	备注
六氟乙烷（C₂F₆）	5N	在等离子工艺中作为二氧化硅和磷硅玻璃的干蚀气体	华特股份	350	100	六氟乙烷由于具有边缘侧向侵蚀现象极微、高刻蚀率及高精确性的优点，解决了常规湿法腐蚀不能满足0.18-0.25μm的深亚微米集成电路高精度细线刻蚀的问题，可以极好地满足此类线宽较小的制程的要求
			巨化股份	0	55
			中船重工718所	50	60
八氟环丁烷（C₄F₈）	5N	用于气体绝缘介质、溶剂、喷雾剂、发泡剂、大规模电路刻蚀剂、热泵工作流体以及生产	昭和电子（上海）	150	0	八氟环丁烷化学性能稳定、无毒无害、温室效应潜能（GWP）值低、消耗臭氧指数（ODP）值为零，是一种绿色环保型特种气体
			中船重工718所	50	220
			滁州梅塞尔	0	150
四氟化碳（CF₄）	5N	微电子工业中用量最大的等离子刻蚀气体，广泛用于硅、二氧化硅、氮化硅和磷硅玻璃等材料的刻蚀、电子器件表面清洗	雅克科技	1,200	2,000	-
			华特股份	450	0
			永晶化工	300	0
一氧化二氮（N₂O）	5.5N	应用于半导体、LCD、OLED制造过程中氧化、化学气相沉积（CVD沉积氮化硅的氮源）等工艺流程中	重庆同辉科发	10,000	10,000	中国某回收N2O的企业因原料尾气的供给与需求发生突变，叠加美国笑气工厂出现意外事故等综合因素，导致市场N2O供应严重不足
			中科瑞奥	0	20,000
			重庆万利来	0	10,000

图 24-1 绿菱气体产能分布

图 25-1 中国NF3市场需求，2017-2021年预测

表 26-1 全球高纯NF3产能分布，2018年

序号	生产厂家	2018年产能（吨）	市占率
1	SKM韩国	10,000	30.3%
1	SKM镇江	1,500	4.6%
2	派瑞特气	6,500	19.7%
3	Hyosung韩国	3,900	11.8%
3	Hyosung衢州	1,300	3.9%
4	Versum韩国	1,600	4.9%
4	Versum美国	2,000	6.1%
5	KDK	3,000	9.10%
6	大成黎明	1,000	3.0%
7	飞源气体	1,000	3.0%
8	GC	600	1.8%
9	MCI	600	1.8%
合计		33,000	100%

表 27-1 艾佩科主要产品介绍

产品	公司产品纯度	应用	本土竞争对手	备注
氟化氢（HF）	5N	用于半导体工艺中刻蚀工艺	多氟多	当前，中国高纯HF市场仍被日本供应商垄断，日本瑞星化工与森田化学占中国高纯HF市场的90%的份额
三氟化氯（ClF₃）	3N	用于PCVD清洗气体	-	因三氟化氯比氟碳化合物更为环保，GWP值为零。由于ClF3化学性质过于活泼，其安全性仍然存在争议。中国本土可商用ClF3的企业仅有艾佩科，而艾佩科生产的ClF3纯度较低（3N），高纯CIF3仍需从日本气体公司如关东化学、中央旭硝子、岩谷产业进口
三氯化硼（BCl₃）	5N	在半导体生产中用于半导体的扩散源、离子注入、等离子刻蚀等	太和气体、深冷能源、江西鑫辉	当前可量产BCI3的仅有艾佩科、江西鑫辉、太和气体及深冷能源。江西鑫辉生产的BCl3纯度仅有3N，不足以应用至集成电路工艺。太和气体与深冷能源（新三板）在2019年新增BCl3产业线，生产工艺不如艾佩科成熟

章节目录

1. 2020年中国电子特气行业概览

2. 概览摘要

3. 目录

4. 名词解释

5. 中国电子特气行业综述——定义及分类

6. 中国电子特气行业综述——重要电子特气介绍（硅烷）

7. 中国电子特气行业综述——重要电子特气介绍（砷烷）

8. 中国电子特气行业综述——重要电子特气介绍（一氧化二氮）

9. 中国电子特气行业综述——重要电子特气介绍（氨气）

10. 中国电子特气行业综述——产业链分析

11. 中国电子特气行业综述——产业链上游

12. 中国电子特气行业综述——产业链中游

13. 中国电子特气行业综述——产业链下游（1/2）

14. 中国电子特气行业综述——产业链下游（2/2）

15. 中国电子特气行业综述——市场规模

16. 中国电子特气行业综述——产业政策

17. 中国电子特气行业驱动力——下游需求释放带动电子特气行业增长

18. 中国电子特气行业驱动力——技术升级、服务与价格优势明显驱动行业增长

19. 中国电子特气行业发展趋势——行业信息化

20. 中国电子特气行业发展趋势——电子特气企业技术与服务持续升级

21. 中国电子特气行业——投资风险分析

22. 中国电子特气行业竞争格局——中国电子特气市场仍被国际巨头企业把控

23. 中国电子特气行业企业推荐——绿菱气体（1/2）

24. 中国电子特气行业企业推荐——绿菱气体（2/2）

25. 中国电子特气行业企业推荐——派瑞特气（1/2）

26. 中国电子特气行业企业推荐——派瑞特气（2/2）

27. 中国电子特气行业企业推荐——艾佩科

28. 专业观点

29. 方法论

30. 法律声明

头豹研究院
文章标题：
2020年中国电子特气行业概览
行业：
电子制造/集成电路
发布时间：
2020-06-07T16:00:00.000Z
价格：
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