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1、 化工新材料系列(一)電子特氣:半導體新周期將至,國產替代如火如荼 行業深度報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。行業報告 有色與新材料 2023年 5月 23日 強于大市強于大市(維持)(維持)行情走勢圖行情走勢圖 證券分析師證券分析師 陳驍陳驍 投資咨詢資格編號 S1060516070001 研究助理研究助理 陳瀟榕陳瀟榕 一般證券業務資格編號 S1060122080021 馬書蕾馬書蕾 一般證券業務資格編號 S1060122070024 平安觀點:基本介紹基本介紹:芯片加工之“糧食”,國產替代空間廣闊芯片加工
2、之“糧食”,國產替代空間廣闊。1)電子特氣主要用于集成電路、顯示面板、LED、光伏電池領域,貫穿晶圓加工的制備外延片、清洗、沉積和氧化成膜、光刻、刻蝕、摻雜(離子注入/擴散)各環節,純度要求在 5N(99.999%)及以上。2)具體產品包括氟碳類、氟氮類、硅烷氣、磷烷/砷烷、氫化物、光刻氣(稀有氣體)等,其中含氟特氣(三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢)用量規模大、國產化率較高,但高純六氟丁二烯、六氟乙烷、硅烷氣、高純磷烷/砷烷、稀有氣體等特氣仍依賴進口,目前國內企業相關產品的自研技術已實現突破,未來三年內將加速進入產業化。3)2021 年全球電子特氣市場規模為 45.4 億美元,yoy+8.4%;
3、中國電子特氣市場規模約 216 億元,yoy+24.1%,占全球的 70%左右;SEMI 預計到 2025 年我國電子特氣市場規模將提升到近 317 億元,五年 CAGR 約 16.14%,占全球電子特氣市場份額不低于 70%。國內市場空間更為廣闊,國產替代進程有望再推進。需求驅動力需求驅動力:半導體產業上行周期將至,半導體產業上行周期將至,ChatGPT 興起或成新增長興起或成新增長級級。1)半導體行業新一輪上行周期待開啟,國產芯片擴產將帶來特氣需求起量:現階段半導體行業仍處于主動去庫中,預期 23H2 需求漸修復、庫存逐步去化,2024 年需求有望加速上行。經梳理,預計到 2025年國內企
4、業新增芯片產能合計將達 374.1 萬片/月,測算得擴產邏輯芯片共需大宗特氣約 69 萬噸、電子特氣約 587 噸。2)ChatGPT 興起帶動GPU 需求增加,未來該技術廣泛應用需要大算力支撐,或將驅動芯片產業鏈開啟新增勢。3)目前,全球液晶顯示器面板價格企穩,電視面板價格已全線調漲,預期 2023 年下半年顯示面板產業有望迎來改善;同時,近年來全球面板產業不斷向我國轉移,國產替代進程加快。4)光伏市場需求持續高增,電子特氣在該領域的應用有望保持穩增態勢。電子特氣行業具技術門檻高、認證周期長、資金投入大等高壁壘。電子特氣行業具技術門檻高、認證周期長、資金投入大等高壁壘。1)技術門檻高:芯片薄
5、化趨勢下,對特氣純度和配置精度要求大幅提升,國內企業對特氣提純主要使用精餾、吸附法,提取更高純度的“離心法”“吸氣劑法”“催化凈化法”等產業化應用仍有待突破。目前國內特氣產品純度以 5N 為主,6N 及以上仍主要依賴進口。2)認證周期長:高端領域客戶對氣體供應商的選擇需經審廠、產品認證 2 輪嚴格審核,其中光伏能源、光纖光纜領域的審核認證周期通常為 0.5-1 年,顯示面板為 1-2 年,集成電路領域的長達 2-3 年。3)資金投入大:項目投建金額基本超億元,平均生產周期 2-3 年,投資回收期長達 5-6 年。其中,華特氣體、凱美特氣、金宏氣體、南大光電、和遠氣體、昊華科技等企業均擬投資超
6、10 億元資金,用于電子特氣項目的改擴建。-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%22-0522-0822-1123-0223-05滬深300指數半導體材料指數證券研究報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 2/49 海外企業寡頭壟斷格局下,國內企業把握地域和成本優勢,積極尋找突破機會海外企業寡頭壟斷格局下,國內企業把握地域和成本優勢,積極尋找突破機會。1)2000 年前后,海外巨頭(林德集團、液化空氣、空氣化工、大陽日酸等)大行投資并購之舉,大擴規模、廣拓業務,
7、奠定龍頭地位,2020 年全球電子氣體 CR4 大于 70%。2)借鑒海外產品多元化、服務一體化發展模式,以差異化競爭逐步實現各特氣國產替代:目前華特和杭氧已有制氣和設備制造一體化發展舉措;同時,金宏、華特、凱美、南大光電等國內企業已在多項電子特氣技術上實現了自主研發,產品上實現了自主生產。3)海外企業在中國的布局仍以現場制氣為主(更適于大宗氣體,合同期10 年),國內企業可把握地域和運輸成本優勢,在全國各地廣覆蓋銷售網絡和倉儲工廠,有望以零售供氣模式(適于多品種、小批量、高頻次特氣)逐步突破特氣高進口依賴局面;此外,目前國內各區域仍存在大量中小氣體經銷商,市場較分散,集中整合空間大。投資建議
8、:投資建議:電子特氣行業壁壘高,國產替代空間廣闊。在海外巨頭壟斷全球大宗氣體供應的格局下,國內企業積極研發具高技術壁壘的特氣產品,完善品類布局,擴大產能規模,并致力于提供研發、生產、銷售、裝配、運輸乃至設備制造、方案設計等的一體化服務。建議關注產品品類較為完備,資金實力強、重視研發能力,布局產品具高壁壘、進口依賴、供不應求特征,且改擴建產能在近兩年內投產確定性較高的國內企業。建議關注華特氣體、金宏氣體、和遠氣體、南大光電。風險提示:風險提示:1)終端需求增速不及預期。若半導體和顯示面板產業上行周期大幅延后開啟,光伏電池產業需求下行,終端需求大幅不及預期,則電子特氣需求難釋放,市場規模增速有限。
9、2)海外企業大幅擴產。若海外巨頭企業大幅提高特氣產能規模,以規模和技術優勢擠占中國特氣市場,則可能造成部分特氣產品競爭激增,產能大幅過剩的局面。3)國內企業技術難突破。若海外企業嚴格限制相關技術出口,國內企業在高壁壘高純特氣產品上的研發難以突破,則可能造成國產替代進程受阻延后的情況。OYdUtXjWmUtRnPmR8OdN9PtRrRmOtQiNrRqNlOnPmQ8OpOnNuOrRmQxNoNrP 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 3/49 正文目錄正文目錄 一、一、特氣基本介紹:芯片加
10、工之特氣基本介紹:芯片加工之“糧食糧食”,國產替代進行時,國產替代進行時.7 1.1 氣體產業鏈:源自空分氣,用之各行業.7 1.2 市場規模:國內市場增幅可觀,國產替代空間廣闊.8 1.3 細分類別特氣詳述:種類多元,市場各異.9 1.4 主要作用:貫穿晶圓制造全環節.18 二、二、需求驅動力:半導體和面板周期拐點將至,需求驅動力:半導體和面板周期拐點將至,ChatGPT開啟新增勢開啟新增勢.22 2.1 新一輪半導體周期待開啟,特氣國產替代有望再推進.22 2.2 ChatGPT大算力需求,驅動 GPU 芯片新增勢.28 2.3 顯示面板:上行周期啟動,需求增長在即.29 2.4 光伏電池
11、:市場持續高增,特氣需求穩增.30 三、三、電子特電子特氣行業具資金、技術、客戶認證等多重壁壘氣行業具資金、技術、客戶認證等多重壁壘.32 3.1 技術門檻高:芯片薄化趨勢,特氣純度和配置精度要求提升.32 3.2 認證周期長:集成電路領域的客戶認證周期長達 2-3 年.34 3.3 資金投入大:項目投建金額超億元,投資回收期長達 5-6 年.34 四、四、海外企業寡頭壟斷格局下,國內企業如何突出重圍海外企業寡頭壟斷格局下,國內企業如何突出重圍.37 4.1 海外企業大舉投資并購,大擴規模、廣拓業務,奠定龍頭地位.37 4.2 借鑒海外產品多元化、服務一體化模式,以差異化競爭實現各特氣國產替代
12、.39 4.3 把握地域和成本優勢,全國范圍廣覆蓋倉儲和銷售網絡,集中化率有望提升.41 五、五、投資建議投資建議.43 5.1 華特氣體:特氣產品種類完備,光刻氣率先獲海外龍頭認證.43 5.2 金宏氣體:大宗氣體和特氣雙輪驅動,盈利能力持續提升.44 5.3 和遠氣體:液化空分氣起家,新建電子特氣項目放量在即.45 5.4 南大光電:國內先進電子材料領先者,持續突破高壁壘特氣產品.46 六、六、風險提示風險提示.48 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 4/49 圖表圖表目錄目錄 圖表 1
13、 工業氣體產業鏈上下游.7 圖表 2 電子氣體分類.7 圖表 3 電子氣體細分產品及作用.8 圖表 4 全球電子氣體市場規模(億美元).9 圖表 5 中國電子特氣市場規模(億元).9 圖表 6 2021 年全球各大電子特氣產品市占率.9 圖表 7 全球前十大規模電子特氣市場規模(億美元).9 圖表 8 國內含氟特氣詳細情況.10 圖表 9 全球主要廠家三氟化氮產能(噸).11 圖表 10 2017-2021 年全球三氟化氮供需量(萬噸).11 圖表 11 2015-2021 年中國三氟化氮供需量(萬噸).11 圖表 12 2022-2025E 年全球三氟化氮供需量(萬噸).11 圖表 13 2
14、022-2025E 年中國三氟化氮供需量(萬噸).11 圖表 14 全球三氟化氮價格走勢預期(千美元/噸).12 圖表 15 全球六氟化鎢供需量預測(噸).12 圖表 16 中國六氟化鎢供需量預測(噸).12 圖表 17 全球主要廠家六氟化鎢產能(噸).13 圖表 18 全球主要廠家六氟丁二烯產能(噸).13 圖表 19 國內硅烷氣基本情況.14 圖表 20 全球和我國磷烷產能規模(噸).15 圖表 21 全球和我國砷烷產能規模(噸).15 圖表 22 我國磷烷和砷烷產能在全球的占比變化趨勢.16 圖表 23 我國磷烷和砷烷市場規模(萬元).16 圖表 24 我國稀有氣體進出口量和進出口價格情
15、況.16 圖表 25 2022 年我國稀有氣體進口金額同比高增.16 圖表 26 國內稀有氣體氦氣和氖氣價格走勢.17 圖表 27 國內稀有氣體氪氣和氙氣價格走勢.17 圖表 28 全球主要廠家六氟丁二烯產能(噸).18 圖表 29 電子特氣在晶圓制造過程中的作用(主要作用于橙紅框環節).19 圖表 30 電子特氣作為外延氣在硅片表面形成單晶薄膜的過程.19 圖表 31 半導體晶圓光刻過程.20 圖表 32 不同光刻氣下的紫外光源波長.20 圖表 33 電子特氣作用于半導體刻蝕工藝.21 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明
16、內容。有色與新材料行業深度報告 5/49 圖表 34 電子特氣作用于半導體摻雜環節.21 圖表 35 全球電子特氣下游應用結構.22 圖表 36 中國電子特氣下游應用結構.22 圖表 37 全球半導體行業銷售額變動周期.23 圖表 38 全球半導體行業資本開支波動周期.23 圖表 39 全球和中國大陸半導體材料市場規模.24 圖表 40 全球和中國大陸集成電路產業銷售額.24 圖表 41 我國 IC 自給率逐年提升.24 圖表 42 2015-2021 年全球晶圓產能分布.24 圖表 43 2020-24 年全球各地新增 8/12 英寸晶圓廠數量.25 圖表 44 近兩年我國新建晶圓廠數量高增
17、.25 圖表 45 2021 年全球細分晶圓制造材料規模占比.25 圖表 46 2021 年電子特氣在半導體各環節應用占比.25 圖表 47 每 m2存儲和邏輯電路氣體用量測算.25 圖表 48 國內外主要企業在中國地區的邏輯和存儲芯片新建產能情況.26 圖表 49 我國集成電路對電子特氣的需求規模(億元).28 圖表 50 全球晶圓制造用電子特氣市場規模(億美元).28 圖表 51 ChatGPT模型訓練和使用的 A100 芯片消耗量測算.28 圖表 52 全球顯示面板產業產值(億美元).29 圖表 53 全球液晶面板月度出貨量情況.29 圖表 54 55/65 英寸 60Hz 液晶電視面板
18、價格(美元/片).29 圖表 55 液晶顯示器面板價格走勢(美元/片).29 圖表 56 全球主要顯示面板廠家的總產能利用率預期將在 23Q2 回升.30 圖表 57 中國顯示技術及市場份額按年分應用變化.30 圖表 58 全球顯示面板產能逐年向我國轉移趨勢.30 圖表 59 我國光伏新增裝機量(GW).31 圖表 60 我國光伏電池產量(GW).31 圖表 61 太陽能電池制造過程中所需的特氣產品.31 圖表 62 電子特氣處理環節中的技術壁壘.32 圖表 63 各應用下的氣體純度要求.33 圖表 64 氣體合成和純化方法.33 圖表 65 國內特氣生產企業的下游客戶認證情況.34 圖表 6
19、6 國內特氣企業整體資本開支率高于海外.35 圖表 67 國內各公司新增的特氣項目建設情況.35 圖表 68 2020 年全球電子氣體市場份額.37 圖表 69 2020 年中國電子特氣市場份額.37 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 6/49 圖表 70 海外企業主要產品和發展歷程.38 圖表 71 海外企業財務表現.38 圖表 72 國內特氣企業研發費用整體增加趨勢(億元).39 圖表 73 國內特氣企業無形資產情況(億元).39 圖表 74 國內主要特氣生產企業的產品和業務情況.40
20、圖表 75 國內主要特氣生產企業財務表現.40 圖表 76 不同供氣模式對比.41 圖表 77 林德集團向其位于中國的氣體工廠運輸原料耗時長達 10-50 天.42 圖表 78 中國特氣企業在國內工廠和業務布局的地理位置.42 圖表 79 公司主要產品產能情況.43 圖表 80 2019-2022 年公司分產品營收結構.43 圖表 81 公司營收和歸母凈利潤.44 圖表 82 公司銷售毛利率和凈利率.44 圖表 83 公司大宗氣體現有和在建產能(萬噸/年).44 圖表 84 公司電子特氣在建產能(噸/年).44 圖表 85 公司營收和歸母凈利潤.45 圖表 86 公司銷售毛利率和凈利率.45
21、圖表 87 公司新建電子特氣項目具體情況.45 圖表 88 公司營收和歸母凈利潤.46 圖表 89 公司分產品營收結構.46 圖表 90 公司各產品產能情況(噸/年).46 圖表 91 公司分產品營收結構.47 圖表 92 公司各產品毛利率和銷售凈利率走勢.47 圖表 93 公司營收和歸母凈利潤.47 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 7/49 一、一、特氣基本介紹:芯片加工之“糧食”,國產替代進行時特氣基本介紹:芯片加工之“糧食”,國產替代進行時 1.1 氣體產業鏈:源自空分氣,用之各行業
22、氣體產業鏈:源自空分氣,用之各行業 工業氣體是現代工業的基礎原材料,根據純度和性能要求不同,大致可分為大宗氣體和特種氣體兩大類。大宗氣體包括空分(氧氣、氮氣、氬氣等)和合成氣體(二氧化碳、氨氣、甲烷、乙炔等),主要應用于煉鋼、石油化工、機械制造等傳統領域,新能源產業高速發展打開了合成氣體的新增長空間,其純度要求一般低于 5N。特種氣體可分為標準、特種氣體可分為標準、高純高純和電子特和電子特氣,其中電子特氣市場規模占比超氣,其中電子特氣市場規模占比超 60%,主要應用于集成電路、,主要應用于集成電路、液晶液晶面板、面板、LED、光伏電池領域,純度要求在、光伏電池領域,純度要求在 5N 及以上及以
23、上。圖表圖表1 工業氣體工業氣體產業鏈上下游產業鏈上下游 資料來源:億渡數據,平安證券研究所,注:圖中數據表示市場規模占比;3N(純度99.9%)、4N(純度99.99%)和5N(純度99.999%)以此類推 工業氣體產品種類眾多,作用各異,根據應用領域的不同,又可分為醫療、激光、食品和電子氣體等,受益于受益于國內國內半導體、半導體、光伏電池等領域的高速發展,光伏電池等領域的高速發展,我國我國電子氣體電子氣體產業產業呈現較高的成長性。呈現較高的成長性。廣義的電子氣體包含電子大宗氣體和電子特種氣體電子特種氣體,前者指應用于電子產業的高純度(5N)、高性能的氮氣、氧氣、氫氣等大宗氣體,后者指用于芯
24、片制造過程后者指用于芯片制造過程中中的的氟碳類、氟碳類、氟氮類、硅烷氣、磷烷氟氮類、硅烷氣、磷烷/砷烷、氫化物、光刻氣砷烷、氫化物、光刻氣(稀有氣體稀有氣體)等等高純高純(5N)特種特種氣體。氣體。圖表圖表2 電子氣體分類電子氣體分類 資料來源:金宏氣體招股書,平安證券研究所,注:圖末數字表示各領域中電子大宗和特種氣體成本占全部氣體成本的比重 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 8/49 圖表圖表3 電子氣體細分電子氣體細分產品及作用產品及作用 類別類別 用途用途 電子氣體產品電子氣體產品 電
25、子大宗氣體 環境氣、保護氣、載氣 高純氮氣、氧氣、氬氣、氦氣、二氧化碳、氫氣等 電子特種氣體 集成電路 化學氣相沉積成膜(CVD)氨氣、氦氣、氧化亞氮、TEOS(正規酸乙酯)、TEB(硼酸三乙酯)、TEPO(磷酸三乙酯)、磷化氫、三氟化氯、二氯化硅、氟化氮、硅烷、六氟化鎢、六氟乙烷、四氯化鈦、甲烷等 光刻 氟氣、氦氣、氪氣、氖氣 刻蝕、清洗 氦氣、氧氦、氯氣、氟氣、溴化氫、氟化氫、氯化氫、一氧化碳、二氟甲烷、三氯化硼、三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟環丁烷、六氟丁二烯等 離子注入 氟化砷、三氟化磷、磷化氫、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氙氣等 擴散 氫氣、三氯氧
26、磷等 摻雜 含硼、磷、砷等三族及五族原子之氣,如三氯化硼,乙硼烷,三氟化硼,磷化氫,砷化氫等 其他 六氯乙硅烷、六氯化鎢、四氯化鈦、四氯化鉿、四乙氧基硅等 顯示面板 成膜、清洗 三氟化氮、硅烷、氨氣、笑氣(N2O)、氧氬混合氣、氫氖混合氣等 光伏電池 沉積/擴散/刻蝕 三氟化氮、硅烷、氨氣、四氟化碳、氫氣等 LED 外延氣 砷烷(AsH3)、磷烷(PH3)、三氯化硼(BCl3)、氨氣(NH3)等 資料來源:金宏氣體招股書,中船特氣招股書,平安證券研究所 1.2 市場規模:國內市場增幅可觀,國產替代空間廣闊市場規模:國內市場增幅可觀,國產替代空間廣闊 全球全球穩增長穩增長:根據 TECHCET
27、數據,2021 年全球電子氣體市場規模約為 62.5 億美元,同比增長近 7%,2017-2021 年復合增速達 4.8%,預計到 2025 年將超 80 億美元;其中,2021 年全球電子特氣市場規模達 45.4 億美元,yoy+8.4%,2017-21 年 CAGR 約 5.3%,預計 2022 年市場規模達約 50 億美元,到2025 年將超 60億美元,行業整體呈現穩增長態勢。國內高成長國內高成長:據億渡數據統計,2021 年中國特種氣體市場規模達 342 億元,yoy+21.3%,其中電子特氣市場規模達 216億元左右,yoy+24.1%,占全球電子特氣市場份額的 70%左右。201
28、6-2021 年,中國電子特氣市場規模從 103 億元增至216 億元,CAGR 達 15.96%,2020 年、2021 年同比增速均超 20%,SEMI預計到 2025 年我國電子特氣市場規模將提升到近 317 億元,五年 CAGR 約 16.14%,占全球電子特氣市場份額仍不低于 70%。未來隨著國內下游晶圓廠加速擴產,半導體材料國產化進程的推進,國內自研自產的特種氣體市場空間將被進一步打開。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 9/49 圖表圖表4 全球電子氣體市場規模(億美元)全球電子
29、氣體市場規模(億美元)圖表圖表5 中國電子特氣市場規模(億元)中國電子特氣市場規模(億元)資料來源:TECHCET,平安證券研究所 資料來源:億渡數據,SEMI,平安證券研究所 從各類細分電子特氣產品的市場規模來看,目前全球需求占比前三大的仍然是三氟化氮、六氟化鎢和六氟丁二烯,根據Linx Consulting 數據,2021 年全球電子特氣市場規模中,三氟化氮達 8.8 億美元,占比約 20%;六氟化鎢達 3.4 億美元,占比約 8%;六氟丁二烯達3.1 億美元,占比約 7%。圖表圖表6 2021 年全球各大電子特氣年全球各大電子特氣產品產品市占率市占率 圖表圖表7 全球前十大規模電子特氣市
30、場規模(億美元)全球前十大規模電子特氣市場規模(億美元)資料來源:中船特氣招股書,Linx Consulting,平安證券研究所 資料來源:中船特氣招股書,Linx Consulting,平安證券研究所 1.3 細分類別特氣詳述:種類多元,市場各異細分類別特氣詳述:種類多元,市場各異 當前,國內特氣市場整體平穩運行,部分電子特氣因供需偏緊而高位維穩,根據氣體信息數據,瓶裝氣電子級硅烷、三氟化氮、四氟化碳、高純氯氣、電子級氯化氫、三氟化硼等廠家供貨平穩,需求穩步增加,產品價格多高位維穩;氟化氫、氯化氫等產品由于終端石化、玻璃、能源等行業需求尚未完全恢復,高位貨源區特氣價格窄幅下調。1.3.1 含
31、氟特氣含氟特氣:用量規模大,國產化率相對較高:用量規模大,國產化率相對較高 從國內各種電子特氣的具體情況來看,含氟特氣(特別是三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢)具有用量規模大、國產化率相對較高的特點,主要是由于國內對三氟化氮等含氟特氣的需求量大,早期嚴重依賴進口的局面限制了相關產業的發展,因此在政策大力支持下,含氟特氣成為中船重工 718 所首批研發的特氣產品,從而加快實現了技術突破和國產替代??偨Y各類含氟特氣市場情況具體如下所示。6.0%-1.0%8.0%8.4%10.2%2.3%9.0%8.0%-2%0%2%4%6%8%10%12%0102030405060702017 2018 2019 2
32、020 2021 2022*2023*2024*2025*電子大宗氣體(左軸)電子特種氣體(左軸)YOY-特氣(右軸)11.9%9.0%30.8%24.1%6.9%7.8%12.8%12.7%0%5%10%15%20%25%30%35%0501001502002503003502017 2018 2019 2020 20212022*2023*2024*2025*電子特氣(左軸,億元)YOY(右軸)三氟化氮,20%六氟化鎢,8%六氟丁二烯,7%氨氣,4%氙氣,4%硅烷,4%一氧化二氮,3%磷烷,3%激光氣,3%三氟化氯,2%其他,42%8.8 3.4 3.1 1.9 1.8 1.7 1.4 1
33、.2 1.2 1.1 18.9 02468101214161820三氟化氮六氟化鎢六氟丁二烯氨氣氙氣硅烷一氧化二氮磷烷激光氣三氟化氯其他市場規模(億美元)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 10/49 圖表圖表8 國內含氟特氣國內含氟特氣詳細詳細情況情況 氣體氣體種類種類 主要主要生產生產企業企業產能(產能(t/a)生產難度生產難度 供需供需 價格價格-元元/千克千克 國內外供給國內外供給 國產國產 化化率率 主要主要作用作用 三氟化氮 中船特氣 9250t,南大光電3800t,昊華科技 50
34、00t 較低 供需 150 全球 5.32wt 國內 2.13wt 較高 IC 芯片/LCD 液晶面板/光伏電池-刻蝕/設備清洗 三氟化硼 華特氣體 10t 昊華科技 1t 高 供不應求 2500-2800(5N 級)-低 硅和鍺外延、擴散和離子注入過程的 P 型摻雜源 四氟化碳 華特氣體 400t,雅克科技2000t(含 800 噸在建)較低 均衡 70-80-相對較高 半導體等離子體蝕刻(目前電子工業中用量最大的等離子刻蝕氣)、清洗等 六氟化硫 雅克 10000t,福建德爾5000t,昊華科技 2800t 南大光電 2500t 較低 供應充足 55-65 5N 級-較高 電子級用于顯示面板
35、、半導體加工中干刻和腔體清洗 六氟化鎢 中船特氣 2230t,昊華氣體700t,南大光電 500t(2023E)中等 供略大于需求 380 全球 7730t 國內 2530t 規劃1100t 較高 半導體晶圓加工:沉積成膜 六氟丁二烯 中船特氣 200t,中巨芯 50t,和遠 50t(2022.4 規劃),南大光電 100t(24E-26E)較高 供不應求 2212 2021 年全球 900噸 50%-60%IC-3D NAND:半導體刻蝕/作聚合物單體 六氟乙烷 半導體/微電子級-華特350t,中船 50t;制冷劑-華安新材 300t/三美 2000t 較高 供不應求 180-200 5N
36、級 國內尚無法量產 依賴 進口 等離子蝕刻/設備清洗/制冷/光纖加工 八氟環丁烷 昭和電子(上海)750t,日本大金(中國)750t,中船特氣 220t 較高 用量較少 245 2021 年全球約1500 噸,預計 25 年將超 2500 噸 低 超大規模集成電路蝕刻劑和清洗劑 八氟丙烷 華特氣體 100t 中船特氣 30t 高 用量較少-壁壘高,屬于小眾產品 低 半導體-等離子刻蝕/清洗;醫學-超聲造影成像;制冷 資料來源:公司公告,平安證券研究所,注:t=噸,wt=萬噸 1.3.1.1 三氟化氮三氟化氮:國產化較成功的特氣國產化較成功的特氣,中短期供過于求,長期需求增勢更為強勁中短期供過于
37、求,長期需求增勢更為強勁 高純三氟化氮(NF3)常溫下具有化學惰性,高溫下則比氧氣更活潑、比氟更穩定,具有非常優異的蝕刻速率和選擇性(對氧化硅和硅的選擇性),且在被蝕刻物表面不留任何殘留物,可作為刻蝕劑用于芯片和液晶顯示面板的加工,同時也是非常良好的清洗劑,可提高清洗速率,主要用于化學氣相淀積(CVD)裝置的清洗。三氟化氮作為目前應用規模最大的特氣,出于國防產品研發需要,七一八所較早就開始從事其研發工作,屬于國產化較為成功的特氣產品,目前已基本實現了在各應用領域的國產替代。2017-2021 年,全球三氟化氮需求年復合增速約為 10.3%,供應年復合增速為 14.7%,整體供過于求;我國集成電
38、路、顯示面板等下游產業高速發展,國內三氟化氮需求旺盛,2017-2021 年需求復合增長率達 23.60%,國內供應尚無法滿足需求;2022-2023 年隨著國內企業中船特氣(現有年產能 9250 噸,規劃到 2023 年增加 3250 噸/年)、南大光電(現有 3800 噸/請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 11/49 年,規劃 2023-25 年新增 8200 噸/年)、昊華科技(現有 2000 噸/年,規劃新增 3000 噸/年)較大規模三氟化氮項目的集中投產,疊加海外 SK Mate
39、rials、曉星、關東電化等企業產能釋放,國內外三氟化氮市場短期將呈現供過于求的局面。圖表圖表9 全球主要全球主要廠家廠家三氟化氮產能(噸)三氟化氮產能(噸)項目項目 國外企業國外企業 國內企業國內企業 SK Materials 曉星 關東電化 默克 中船特氣 南大光電 昊華氣體 現有產能 13500 7500 3700 2600 9250 3800 2000 規劃產能 4500 未披露 未披露 未披露 3250 8200 3000 預計達產時間 2025 年-2023 年 2026 年 未披露 資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 圖表圖表10 2017-2021 年全球三氟化氮供需量(
40、萬噸)年全球三氟化氮供需量(萬噸)圖表圖表11 2015-2021 年中國三氟化氮供需量(萬噸)年中國三氟化氮供需量(萬噸)資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 未來,隨著集成電路制造廠產能逐步擴張,制程技術節點微縮、芯片尺寸縮小、3DNAND 多層技術發展,集成電路對精度的要求提升,刻蝕、沉積、清洗等次數增加,國內外三氟化氮需求增速有望超過供給增速,預計到 2025 年全球三氟化氮需求量較 2020 年將擴大超一倍達到 6.37 萬噸左右,2022-2025 年需求年復合增速預期達 15%左右,到 2025 年全球三氟化氮需求量有望超過供給從而形
41、成供需缺口;國內集成電路產業繼續保持高發展,同時國產替代進程加速推進,或將為國內三氟化氮市場需求帶來更大的增長空間,假設 2023-2026 國內三氟化氮需求保持 25%左右的年復合增速,結合各企業產能規劃測算,2023-2024 年國內三氟化氮供需缺口有望進一步收窄,到 2025年扭轉為供不應求的局面。但考慮到近幾年三氟化氮市場競爭加劇,短期內整體仍將呈現供過于求的局面,因此預期價格或呈波動下降趨勢。圖表圖表12 2022-2025E年全球三氟化氮供需量(萬噸)年全球三氟化氮供需量(萬噸)圖表圖表13 2022-2025E年中國三氟化氮供需量(萬噸)年中國三氟化氮供需量(萬噸)2.8 3.8
42、 4.4 4.5 4.9 2.4 2.9 3.1 3.1 3.6 0.01.02.03.04.05.06.020172018201920202021供給需求0.3 0.4 0.5 0.6 1.0 1.1 1.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1.1 1.3 1.4 0.00.20.40.60.81.01.21.41.62015201620172018201920202021供給需求 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 12/49 資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 資料來源:中船特氣招
43、股書,平安證券研究所 圖表圖表14 全球全球三氟化氮價格走勢預期(千美元三氟化氮價格走勢預期(千美元/噸)噸)資料來源:QY Research,南大光電公司公告,平安證券研究所 1.3.1.2 六氟化鎢:六氟化鎢:國產化率較高,供需結構類似三氟化氮國產化率較高,供需結構類似三氟化氮 六氟化鎢可通過化學氣相淀積法(CVD)形成金屬鎢,用該法制成的鎢具有低電阻率、高抗電遷移性以及填充小通孔時具優異平整性等優點,通過離子注入或 CVD 法在晶圓加工中形成的硅化鎢或鎢膜可作為集成電路的配線材料,用作電路互連線和柵極,還可用于抗 X射線、射線的保護罩及高效太陽能吸收器生產中。六氟化鎢供需結構和三氟化氮類
44、似,同時也是中船重工 718 所首批大力研發的特氣產品,因此國產化率也較高,基本在各領域實現了國產替代。從國內市場現狀來看,從國內市場現狀來看,2022 年由于中船特氣、昊華科技等公司較大規模產能的釋放,國內六氟化鎢呈現供過于求的局面;長期來看,國內集成電路產業正處高成長通道中,單張芯片層數用量增加,疊加下游產能擴張,預計到 2025 年國內六氟化鎢需求量將達 4500 噸,20-25 年復合增速達約 42%,超過供應增速,轉為供不應求的局面。從全球市場來看,從全球市場來看,根據 TECHCET 數據,2021 年全球六氟化鎢需求量約為 5675 噸,供給量約 6497 噸(主要來自 SK M
45、aterials1800 噸/年、關東電化 1400 噸/年、厚成化工 720 噸/年等),總體供給仍大于需求;隨著集成電路產業發展,3D NAND 層數從 32 層發展至 64、128 層,疊加存儲芯片 DRAM、3D NAND 等產能拉升,六氟化鎢用量有望大幅增加,預計到 2025 年需求量將超 8900 噸,較 2020 年增長近 1 倍,20-25 年復合增速達約 14%,或將扭轉當前的供需格局。圖表圖表15 全球全球六氟化鎢六氟化鎢供需量供需量預測預測(噸)(噸)圖表圖表16 中國六氟化鎢供需量中國六氟化鎢供需量預測預測(噸)(噸)5.1 5.3 5.8 6.3 4.1 4.6 5.
46、4 6.4 0.01.02.03.04.05.06.07.02022E2023E2024E2025E供給需求2.0 2.7 2.7 2.9 3.2 1.8 2.2 2.7 3.3 4.1 0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.52022E2023E2024E2025E2026E供給需求35.4834.5833.3633.7433.232.8832.2631.5231.7732.2731.9231.4729303132333435362017201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E2028E全球三氟化氮價格走勢 請通過合法途徑
47、獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 13/49 資料來源:TECHCET,中船特氣招股書,平安證券研究所 資料來源:TECHCET,中船特氣招股書,平安證券研究所 圖表圖表17 全球主要全球主要廠家廠家六氟化鎢六氟化鎢產能(噸)產能(噸)項目項目 國外企業國外企業 國內企業國內企業 SK Materials 關東電化 厚成化工 中央硝子 默克 中船特氣 博瑞中硝 昊華氣體 南大光電 現有產能 1800 1400 720 700 600 2230 200 100-規劃產能 未獲取公開披露數據-600 500
48、預計達產時間 未獲取公開披露數據-2023 年 未披露 未披露 資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 1.3.1.3 六氟丁二烯六氟丁二烯:技術壁壘較高,國產化率:技術壁壘較高,國產化率仍仍有待提高有待提高 六氟丁二烯主要用作 3D NAND 的蝕刻氣體,具有高選擇性、高蝕刻精度、高蝕刻效率、低環境污染等優點,發展潛力大,但由于制備過程多且復雜,具有一定技術壁壘,單價較高。預計 2026 年全球 NAND 銷量較 2021 年增長 3 倍以上,除產量增長外,未來隨著 3D NAND 的堆疊層數由 128 層向 200 層以上邁進,蝕刻所耗用的氣體量將不斷增長。根據產業在線數據顯示,2019
49、 年及以前,六氟丁二烯國產化率不足 30%;2020 年起,隨著半導體國產化浪潮的推進,大大催生了含氟特種氣體需求,國內廠商加大研發力度,逐漸擴大六氟丁二烯產能布局,六氟丁二烯國產化率有較大幅度的提升,預估已達到 50%以上。當前,國內主要生產企業有中巨芯、中船特氣、和遠氣體、南大光電等。圖表圖表18 全球主要全球主要廠家六氟丁二烯廠家六氟丁二烯產能(噸)產能(噸)項目項目 國外企業國外企業 國內企業國內企業 關東 電化 梅塞爾 厚成化工 三愛富 日本 大金 中船 特氣 博瑞中硝 中巨芯 和遠 氣體 金宏 氣體 南大 光電 華特氣體 現有產能 260 45 40 50 200 200 50 5
50、0 50-規劃產能 未披露 -200 100 在研 投產時間 2019.12-2021.9 2022.10 2020.6-2019-2020 2022.4 預計2023 2024E-2026E-資料來源:中船特氣招股書,各公司公告,平安證券研究所 1.3.2 硅烷氣:硅烷氣:電子級產品高進口依電子級產品高進口依存存度度,國內企業積極規劃,國內企業積極規劃新建新建產能產能-200002000400060008000100002017201820192020202122E23E24E25E供需缺口供給需求-10000100020003000400050002022202320242025供需缺口供
51、給需求 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 14/49 硅烷在半導體工業中主要通過氣相淀積法制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔離層、多晶硅歐姆接觸層和異質或同質硅外延生長原料、以及離子注入源和激光介質等,還可用于制作太陽能電池、光導纖維、LED 和 TFT-LCD 的外延片等。電子級甲硅烷方面,自國內企業“硅烷科技”的相關產品實現量產后,我國硅烷產品逐步擺脫嚴重依賴進口的局面,同時改變了硅烷氣的供需結構和價格,當前我國國產硅烷氣基本能滿足太陽能電池、液晶顯示面板、LED 領域的質量要求,但
52、在純度要求更高(需電子級硅烷氣)的大規模集成電路領域仍有較大提升空間。國內電子級甲硅烷主要生產商包括硅烷科技、中寧硅業(多氟多子公司)、湖州迅鼎等,隆眾資訊預計甲硅烷市場在 2023 年達到供需緊平衡,價格或能維持高位。電子級乙硅烷方面,因其易分解的化學特性,在 PECVD/LPCVD 加工中成膜溫度低、速率快、膜質量均勻,應用空間廣闊,由于生產難度較大,技術需外購。國外主要生產企業有液化空氣和林德集團,2021 年全球六氯乙硅烷的市場規模約為 150噸,預計 2025 年將超過 200 噸。目前國內可量產乙硅烷的企業較少,主要在產企業有湖州迅鼎 240噸/年(2019 年投產),全椒亞格泰一
53、期 10 噸/年已通過環評、另有 10 噸/年擬建項目,中寧硅業(多氟多)遠期規劃建設 300 噸/年。電子級二氯二氫硅、三氯氫硅、四氯化硅方面,主要可通過薄膜沉積和蝕刻工藝用于微處理器、邏輯芯片、存儲芯片等半導體硅片外延片的生產加工。其中,2021 年全球二氯二氫硅的市場規模約為 700 噸,預計 2025 年將超過 1200 噸。由于電子級產品生產難度高,目前國內可量產企業較少,基本依賴進口,三孚股份、和遠氣體、沁陽國順、中寧硅業、洛陽中硅、金宏氣體等的百噸級至千噸級項目正在規劃建設中,預計 24-25 年相關項目的陸續投產將加快國內電子級硅烷氣的國產替代進程。圖表圖表19 國內國內硅烷氣
54、硅烷氣基本情況基本情況 氣體種類氣體種類 電子級產品主要生產電子級產品主要生產企業企業 生產難度生產難度 價格價格-元元/千克千克 國內現狀國內現狀 主要主要作用作用 電子級甲硅烷 硅烷科技現有3000 噸 8N 級2023 產量預計 2200 噸,規劃 3500 噸;湖州迅鼎 2000噸在產;中寧硅業(多氟多)現有 4000 噸/年;全椒亞格泰100 噸在產,擬新建 100 噸 電子級較高 250 國內產能:除芯片領域用其余能滿足需求 晶圓外延硅,氧化硅,氮化硅膜沉積;光伏電池減少反射膜;面板保護膜 電子級乙硅烷 湖州迅鼎 240 噸/年;全椒亞格泰 10 噸/年(已完成環評),擬建 10
55、噸/年;中寧硅業(多氟多)規劃 100 噸/年;金宏氣體在建 50 噸/年六氟乙硅烷(預計 2023 年投產)高 18000 外購技術 半導體加工:PECVD/LPCVD 成膜工藝 電子級四氯 化硅 三孚股份 500t/a 在建,沁陽國順現有 100t/a,1000t/a 在建,和遠 500 噸/年在建,中寧硅業(多氟多)規劃 300 噸/年 電子體級產品難度較高-電子級(6-9N)基本依賴進口 電子級主要用于邏輯芯片和存儲芯片等半導體薄膜沉積與蝕刻工藝 電子級二氯 二氫硅 三孚股份現有 500t/a;在建:三孚 350t/a,和遠 300t/a,金宏氣體 200t/a,洛陽中硅 500t/a
56、;沁陽國順有 50t/a,在建 500t/a 較高 進口價格約300-400;國產(金宏預計)約 440 國內難量產,高進口依存度 生產 12 寸硅外延片-CVD 沉積成膜(2016-2021 年國內外延片市場規 模 年 復 合 增 速 約7.5%)電子級三氯 氫硅 三孚股份現有 1000 噸/年,沁陽國順 380t(2000t 在建),在建:和遠 1000t,聯泓 2000t 較高 國產價格約 70 進口價約 150-200 國內難量產,高進口依存度 生產 6-8 寸硅外延片-CVD 沉積成膜 資料來源:各公司公告,平安證券研究所,注:PECVD-等離子增強化學氣相淀積,LPCVD-低壓化學
57、氣相沉積 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 15/49 1.3.3 磷烷和砷烷:磷烷和砷烷:海外出口限制,海外出口限制,國內企業待放量國內企業待放量 砷烷、磷烷主要用于集成電路制造的摻雜工藝和 LED 的化學氣相沉積工藝,是半導體領域加工制造過程中的關鍵材料之一,其質量對電子器件良率和性能有直接影響,且國外對該類產品進行嚴格的出口限制,因此提升國內磷烷和砷烷的自主研發生產能力具必要性。根據 QY Research 數據,2022 年全球磷烷、砷烷產能分別約為 240 噸、135 噸,預計到
58、2028 年將分別達到 480 噸、290 噸,2022-2028 年復合增長率分別為 12.25%、13.59%,保持穩健增長。國內磷烷和砷烷國內磷烷和砷烷的產能增的產能增速速更更快快。2022 年國內高純磷烷產能實現 102 噸,占全球比例為 42.51%;2024 年將達 212 噸,占全球比例為 55.79%;至 2028 年預計將達到 292 噸,占全球比例上升至 60.83%,2022-2028 年復合增長率達 19.16%,增速高于全球水平。2022 年國內高純砷烷產能達約 50 噸,占全球比例為 37.03%;2024 年將達 160 噸,占全球比例為 60.38%;至 202
59、8 年預計將達到 180 噸,占全球比例再升至 62.07%,2022-2028 年復合增速達 23.80%,亦高于全球水平。圖表圖表20 全球和我國磷烷產能規模(噸)全球和我國磷烷產能規模(噸)圖表圖表21 全球和我國砷烷產能規模(噸)全球和我國砷烷產能規模(噸)資料來源:QY Research,南大光電公司公告,平安證券研究所 資料來源:QY Research,南大光電公司公告,平安證券研究所 國內市場銷售規模也呈快速增長趨勢。國內市場銷售規模也呈快速增長趨勢。根據 QY Research 數據,國內磷烷 2021 年市場規模約為 10802 萬元,預計到 2028 年將達 33000 萬
60、元,全球占比將達到 46.02%;國內砷烷 2021 年市場規模為 8412 萬元,預計 2028 年將達到 15880 萬元,全球占比將達到 38.93%,中國將成為磷烷、砷烷的主要銷售地區。磷烷、砷烷易燃易爆劇毒,國內生產企業較少,目前主要生產企業是南大光電,其子公司全椒南大光電于 2013 年成立,現已具備 70 噸高純磷烷、30 噸高純砷烷產能;2022年募投項目將新增高純磷烷、高純砷烷各 70 噸/年產能(含 20噸/年砷烷技改項目)。此外,華特氣體有 10 噸磷烷和 10 噸砷烷年產能,但磷烷為外購其他企業副產磷烷后純化所得,砷烷為采購充裝性質,其本身并不合成磷烷、砷烷。未來隨著南
61、大光電等國內企業新增產能的不斷釋放,我國磷烷、砷烷國產替代進程有望再推進。0100200300400500600全球磷烷產能中國磷烷產能2022年2024年2028年050100150200250300350全球砷烷中國砷烷202220242028 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 16/49 圖表圖表22 我國磷烷和砷烷產能在全球的占比變化趨勢我國磷烷和砷烷產能在全球的占比變化趨勢 圖表圖表23 我國磷烷和砷烷市場規模(萬元)我國磷烷和砷烷市場規模(萬元)資料來源:QY Research,
62、南大光電公司公告,平安證券研究所 資料來源:QY Research,南大光電公司公告,平安證券研究所 1.3.4 光刻氣:光刻氣:高對外依存度,進口替代空間廣闊高對外依存度,進口替代空間廣闊 稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙)除了氬氣在空氣中的體積含量達約 0.93%,其他 4 種之和在空氣中的占比不足 0.003%,氙和氪被稱為“黃金氣體”。國內稀有氣體市場廣闊,但嚴重依賴進口,據百川統計,2014-2022 年我國稀有氣體進口數量從 2895 噸增至 4073 噸,年均復合增速為 4.36%,除 2022 年外,進口量自 2018年以來整體已呈逐年下行態勢,其中占據絕大部分稀有氣體進口量的氦氣
63、在 2021 年半導體行業需求高增的情況下,進口量(3682.68 噸)仍同比下降了 0.67%,側面反映出國內提氦項目已逐步進入投產期,國產替代進程加快。進口金額方面,2014-2022 年我國稀有氣體進口額從 1.65 億美元增長至 5.42 億美元,年均復合增速達 16.03%;進口國家方面,主要進口自卡塔爾,占比超80%。圖表圖表24 我國稀有氣體進出口量和我國稀有氣體進出口量和進出口進出口價格價格情況情況 圖表圖表25 2022 年我國稀有氣體進口金額同比高增年我國稀有氣體進口金額同比高增 資料來源:百川盈孚,平安證券研究所 資料來源:百川盈孚,平安證券研究所 烏克蘭占全球氖氣產量的
64、 50%-70%,全球氪氣和氙氣產量的 40%和 30%,2021 年下半年-2022 年上半年俄烏戰爭導致Ingas、Cryoin 和 Iceblick 三家稀有氣體業務生產地布局在烏克蘭的公司被迫停產,全球稀有氣體貨源緊張,疊加半導體、光伏等產業需求增加,推動稀有氣體價格在此期間高漲;2022 年下半年需求弱勢影響下,稀有氣體價格已回落至較低的水平;2023 年 2 月,Ingas 公司負責人稱,在烏克蘭控制區的備用工廠生產恢復取得新進展。42.5%55.8%60.8%37.0%60.4%62.1%30%35%40%45%50%55%60%65%2022年2024年2028年磷烷砷烷050
65、00100001500020000250003000035000磷烷砷烷2021年2028年CAGR=17.3%CAGR=9.5%0204060801001201401601802000500100015002000250030003500400045002018201920202021202223Q1進口量(左軸,噸)出口量(左軸,噸)進口價(右軸,萬美元/噸)出口價(右軸,萬美元/噸)0%10%20%30%40%50%60%70%80%01000020000300004000050000600002018201920202021202223Q1進口金額(左軸,萬美元)YOY(右軸)請通過合
66、法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 17/49 圖表圖表26 國內稀有氣體氦氣和氖氣價格走勢國內稀有氣體氦氣和氖氣價格走勢 圖表圖表27 國內稀有氣體氪氣和氙氣價格走勢國內稀有氣體氪氣和氙氣價格走勢 資料來源:百川盈孚,平安證券研究所 資料來源:百川盈孚,平安證券研究所 海外生產稀有氣體的企業有林德集團、太陽日酸、韓國 TEMC 和生產地位于烏克蘭的 Cryoin、Ingas 和 Iceblick 等公司。國內為逐步擺脫稀有氣體資源匱乏,長期嚴重依賴進口的局面,企業正加速布局氦/氖/氪/氙等氣體的產能
67、規劃,目前國內生產稀有氣體的企業主要有凱美特氣(現有產能 22.465 萬方/年,計劃 23Q2 新增 9 萬方空分稀有氣體產能),華特氣體(新建 135 噸/年稀有氣體,建設期 2 年),盈德氣體(擬分期建設兩套亞太區單體最大的氪氙精制裝置)等,寶武清能(擬規?;季窒∮袣怏w產能,22 年內增長約 46%的氙氣產能)。其中,華特氣體的光刻氣(稀有氣體和氟氣等的混合氣,Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne 等)通過了 ASML 和日本 GIGAPHOTON 的認證,是國內唯一一家通過兩大海外光刻領域龍頭企業認證的公司;凱美特氣的光刻氣產品在 2023年 2 月也通過
68、了 ASML 子公司 Cymer 的合格供應商認證,踏出了其打入頭部光刻企業供應鏈的關鍵一步。02000400060008000100001200014000160001800005001000150020002500300035004000450021-0521-0922-0122-0522-0923-0123-05氦氣山東(左軸,元/瓶)氖氣含量99.99%中國(右軸,元/立方米)0102030405060012345621-0521-0922-0122-0522-0923-0123-05氪氣含量99.99%中國(左軸,萬元/立方米)氙氣高純99.99%國內(右軸,萬元/立方米)請通過合法
69、途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 18/49 圖表圖表28 全球主要全球主要廠家六氟丁二烯廠家六氟丁二烯產能(噸)產能(噸)地區地區 公司名稱公司名稱 電子級產品主要生產電子級產品主要生產企業企業 建設進度建設進度 國內 凱美特氣 現有 5N 氪氣 11750m3/年、5N5 氙氣 900m3/年、5N 氖氣 6.8 萬m3/年、6N氦氣 14.4 萬 Nm3/年;巴陵石化 9 萬方空分稀有氣體提取項目按計劃進行,配套年產能 2300 噸氪氣、300 噸氙氣、37000 方氖氣、13000 方氦氣 2
70、3Q1 調試,23Q2 投產 華特氣體 2022 年募資建設年產 1764 噸半導體材料項目,規劃生產高純氪氣、氖氣、氙氣、氦氣相關稀有氣體共 135 噸(以外購粗品純化方式)建設期 2 年 杭氧股份 衢州杭氧特氣子公司 2000Nm3/a 氙氣、20000Nm3/a 氪氣精煉提取項目 2022 年下半年完工 盈德氣體 2022 年 2 月宣布“領氬”計劃,將分期建設兩套氪氙精制裝置,首套建成后或將成為亞太區單體最大的氪氙裝置-寶武清能 2022 年 5 月公司通過稀有氣體行動計劃,將發展規?;∮袣怏w產能,年內增長約 46%(氙氣)-海外 林德集團 林德(惠州)氪氙項目對現有項目的液氧、外購
71、的粗氪氙液氧和精制氪氙進行提取,年產量為氪氣 48005Nm3、氙氣 4204.8Nm3、氧氣 315.36 萬 Nm3 2022 年 5 月獲批 太陽日酸 宣布增產半導體制造所需的稀有氣體氪氣和氙氣,將在 JFE Sanso Center福山工廠內導入制造設備,新增氪年產能 2600m3、氬年產能 210m3 預定 2024 年 4 月生產 資料來源:公司公告,平安證券研究所 1.4 主要作用:貫穿主要作用:貫穿晶圓晶圓制造全環節制造全環節 電子特氣作為芯片加工的“血液”,基本貫穿晶圓制造全流程,具體包括生產外延片、清洗、沉積和氧化成膜、光刻、刻蝕、摻雜(離子注入/擴散)等環節,各環節特氣純
72、度均會對最終出廠晶圓的精度和性能造成影響,因此半導體領域對特氣純度和精度要求較高(工藝尺寸縮小、堆疊層數增加,部分環節需要多次重復,對特氣的需求也就越大);同時電子特氣也可作用于光伏電池和 LCD 液晶面板生產中的刻蝕、擴散環節,作為原料在光伏電池表面生成“減少反射膜”,或作為保護氣和設備清洗氣。下文將主要圍繞晶圓生產過程,詳細介紹電子特氣在晶圓加工各環節中的作用原理。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 19/49 圖表圖表29 電子特氣在晶圓制造過程電子特氣在晶圓制造過程中的作用中的作用(主
73、要作用于橙紅框環節)(主要作用于橙紅框環節)資料來源:中船特氣招股書,平安證券研究所 1.4.1 CVD 外延沉積環節外延沉積環節(硅烷氣為主)(硅烷氣為主)外延沉積位于硅片初生產環節,指在襯底硅片上鍍上一層單晶單晶薄膜薄膜(外延硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜、非晶硅膜)作為緩作為緩沖層阻止有害雜質進入沖層阻止有害雜質進入晶圓晶圓襯底襯底。常用的方法有化學氣相沉積法(CVD)和物理氣相沉積法(PVD),化學氣相沉積法需用到大量電子氣體,是指氣體混合物(氣體混合物(也稱外延氣,組分特氣也稱外延氣,組分特氣甲甲硅烷、硅烷、乙硅烷、乙硅烷、氯硅烷、二氯二氫硅氯硅烷、二氯二氫硅、5N以上高純氯化氫以上高純氯
74、化氫、鍺烷鍺烷和稀釋氣氦和稀釋氣氦/氬氬/氫氫/氮的混合氣氮的混合氣)和和 MO 源(源(高純金屬有機化合物高純金屬有機化合物)發生化學反應發生化學反應,生成固態膜沉積在硅片表面,生成固態膜沉積在硅片表面,含硅,含硅薄膜薄膜制備具有生長速率快、結晶質量好等特點制備具有生長速率快、結晶質量好等特點。CVD 具體流程通常包括氣體傳輸至沉積區域、膜先驅物的形成、膜先驅物附著在硅片表面、膜先驅物粘附、膜先驅物擴散、表面反應、副產物從表面移除、副產物從反應腔移除等八個主要步驟?;瘜W氣相沉積膜中所有的物質都源于外部氣源,原子或分子會沉積在硅片表面形成薄膜?;瘜W氣相沉積膜中所有的物質都源于外部氣源,原子或分
75、子會沉積在硅片表面形成薄膜。注:外延片的作用是在電阻極低的襯底上生長一層高電阻率外延層,器件制作在外延層上,這樣高電阻率的外延層保證了晶體管間有高的擊穿電壓,而低電阻的襯底又降低了基片的電阻,從而降低了飽和壓降,在兩者間形成了平衡。圖表圖表30 電子特氣電子特氣作為外延氣在硅片表面形成單晶薄膜的過程作為外延氣在硅片表面形成單晶薄膜的過程 資料來源:CNKI,平安證券研究所,注:沉積多晶硅薄膜,通常需要用硅烷(SiH4)進行高溫反應;沉積Si4N3薄膜,會用到氯化硅和氨氣等 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材
76、料行業深度報告 20/49 1.4.2 光刻環節光刻環節(Ar/Kr/Ne/F 混合光刻氣)混合光刻氣)光刻:包括涂敷光刻膠、前烘、曝光、顯影、堅膜等工序,即在硅片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線(一般是紫外光、深紫外光、極紫外光)透過掩模照射在硅片表面,被光線照射到的光刻膠會發生反應形成交聯結構,此后用特定溶劑洗去被照射(正性光刻,曝光部分的光刻膠易溶于顯影液,形成圖形與掩模版上相同,小尺寸高端芯片多使用該方法)/未被照射的光刻膠,進而實現設計好的電路圖從掩模板到晶圓表面的轉移。光刻過程中一般用到的電子特氣為光刻混合氣(光刻混合氣(Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne、Kr/F
77、/Ne 混合氣等)混合氣等),這種混合氣體在高壓受激發后,就會形成等離子體(部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產生的正負離子組成的電中性離子化氣體狀物質),在這個過程中,由于電子躍遷,會產生固定波長的光線,激發出來的紫外光線經過聚合、濾波等過程就會產生光刻機的光源,再經過復雜的光路對硅晶圓進行光刻。圖表圖表31 半導體晶圓光刻過程半導體晶圓光刻過程 圖表圖表32 不同光刻氣下的紫外光源波長不同光刻氣下的紫外光源波長 光源類型光源類型 波長波長 EUV 準分子激光照射在錫等靶材上 13.5nm DUV ArF+浸入技術(主流)193nm(除純凈水折射率 1.44,等效 134nm)F2 15
78、7nm ArF 193nm KrF 248nm 汞燈光源 i-line 365nm h-line 405nm g-line 436nm 資料來源:半導體芯片制造技術,平安證券研究所 資料來源:CNKI,平安證券研究所,注:波長越小,分辨率越高 1.4.3 刻蝕環節刻蝕環節(氟基電子特氣)(氟基電子特氣)刻蝕是指采用物理或化學方法,從襯底上的晶體薄膜有選擇地去除材料,從而使掩膜圖形正確復制在硅片薄膜上。常見的刻蝕方法分為干法化學刻蝕和濕法化學刻蝕,濕法刻蝕是利用液態化學試劑或溶液通過化學反應進行刻蝕;干法化學刻蝕是利用低壓放電使導入氣體產生等離子體中的離子或游離基,進而與材料發生化學反應,產生帶
79、電離子、分子、電子及化學活性很強的原子(分子)團,當產生的原子(分子)團擴散到被刻蝕膜層的表面時,會與硅片上的單晶薄膜反應生成具有揮發性的物質,并被真空設備抽離排出。干法刻蝕的優點是各向異性(即垂直方向刻蝕速率遠大于橫向速率)明顯、特征尺寸控制良好、化學品使用和處理費用低、蝕刻速率高、均勻性好、良率高等,常用的干法刻蝕是等離子體刻蝕。硅片刻蝕氣體主要為氟基氣體。硅片刻蝕氣體主要為氟基氣體。常見的氟基氣體包括常見的氟基氣體包括 CF4、SF6、C2F6、NF3,以及氯基(,以及氯基(Cl2)氣體和溴基()氣體和溴基(Br2、HBr)氣體等。氣體等。在刻蝕工藝中,O2 和 H2 會被適當地加入,并
80、參與輔助反應,從而達到調節離子濃度,影響刻蝕速率的目的。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 21/49 圖表圖表33 電子特氣作用于半導體電子特氣作用于半導體刻蝕工藝刻蝕工藝 資料來源:CNKI,平安證券研究所 1.4.4 摻雜環節(摻雜環節(含砷、硼、磷元素的特氣含砷、硼、磷元素的特氣)摻雜是指將需要的雜質摻入特定的襯底基片中,形成 pn 結、電阻、歐姆接觸等,從而改變半導體電學性質的過程。摻雜工藝主要有擴散和離子注入離子注入(雜質摻入量可精準雜質摻入量可精準控制控制、重復性好、加工溫度低、
81、重復性好、加工溫度低,已已成為主流技術)成為主流技術),擴散是在 900-1200的高溫和不同濃度梯度的 p 型(硼)或 n 型(砷、磷)雜質氣氛下,使摻雜源向襯底的確定性區域擴散,III(硼類)、V(砷類、磷類)族元素占據硅原子位置形成 pn結的過程;離子注入是離子注入是直接直接將具有很高能量的雜質離子射入半導體襯底中將具有很高能量的雜質離子射入半導體襯底中,注入,注入能量一般在能量一般在 1KeV-1MeV,對應的平均離子分布深度在,對應的平均離子分布深度在 10nm-10um間間。p 型半導體型半導體是在硅(鍺)單晶中摻入少量三價元素硼(或鋁、銦、鎵等),常用的三價摻雜氣體有常用的三價摻
82、雜氣體有三溴化硼三溴化硼、三氟化硼、乙硼烷三氟化硼、乙硼烷等等;n 型半導體型半導體是在硅(鍺)單晶中摻入少量五價元素磷(或砷、銻等),常用的五價摻雜氣體有常用的五價摻雜氣體有磷烷磷烷、三氯氧磷三氯氧磷、三氟化磷、三氟化磷、五氟化磷、砷烷五氟化磷、砷烷、五氟化砷、五氯化銻五氟化砷、五氯化銻等等。圖表圖表34 電子特氣作用于半導體摻雜環節電子特氣作用于半導體摻雜環節 資料來源:芯片半導體制工藝技術-摻雜,平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 22/49 二、二、需求需求驅動驅動力力
83、:半導體半導體和面板和面板周期拐點周期拐點將至將至,ChatGPT 開啟新增勢開啟新增勢 從電子特氣的應用結構來看,全球電子特氣 70%以上應用于集成電路領域,我國電子特氣 42%用于集成電路、37%用于顯示面板、13%用于光伏電池,應用結構上的差異一方面是超大規模集成電路對電子特氣的質量要求高,而目前國內企業特氣產品在純度和性能上與海外成熟氣體生產商尚有差距;另一方面國內集成電路發展進程較海外相對滯后,半導體材料尚處于高成長周期中,因此國內仍有較大比例特氣產品用于對純度要求相對低的顯示面板和光伏電池領域,未來隨著國內企業電子特氣產品在生產技術、純度、品質等方面的持續突破,其在集成電路領域的應
84、用規模和滲透率有望再提升。圖表圖表35 全球電子特氣下游應用結構全球電子特氣下游應用結構 圖表圖表36 中國電子特氣下游應用結構中國電子特氣下游應用結構 資料來源:前瞻產業研究院,平安證券研究所 資料來源:前瞻產業研究院,平安證券研究所 2.1 新一輪新一輪半導體半導體周期周期待待開啟開啟,特氣特氣國產替代有望再推進國產替代有望再推進 半導體周期拐點半導體周期拐點將至將至,新一輪新一輪上行上行周期周期待開啟待開啟。半導體產業長周期(也稱為產品創新周期)即半導體產品從研發到規?;瘧玫目缙?,代表了新技術的全面迭代,以全球半導體銷售額增速來看,每 8-10 年呈現一個 M 型波段,當前處于 5G/
85、6G技術、AloT/AIGC 應用時代,海外頭部企業已實現 EUV 型光刻膠量產,國內部分企業實現了 ArF 光刻膠的量產,芯片技術向超越摩爾定律發展,全球 12 英寸晶圓、7nm 芯片滲透率逐步提升。半導體半導體中中周期周期(設備投資周期或稱產能周期、朱格拉周期),以全球半導體產業資本開支的增速來看,每 3-5 年呈現一個山峰型波段,根據波段的劃分,預期 24 年將開啟新一輪產能周期。半導體短周期半導體短周期與庫存情況和供需結構掛鉤,一般在 2-3 年,分為主動補庫、被動補庫、主動去庫、被動去庫四個階段,2021 年半導體行業供需錯配帶來缺芯漲價潮,廠家紛紛加大芯片產能規模,導致 2022
86、年下半年芯片供過于求,23Q1 半導體庫存高位,現階段行業整體仍處于去庫中(23H2 主動去庫為主),預期 2023 年下半年需求漸修復、庫存逐步去化(24H1 被動去庫至庫存出清),行業有望迎來供需結構改善、價格上行、業績增加的拐點,預期 2024 年有望開啟新一輪半導體庫存周期。集成電路,71%顯示面板,18%光伏,3%LED,8%集成電路,42%顯示面板,37%光伏,13%LED,8%請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 23/49 圖表圖表37 全球全球半導體行業半導體行業銷售額變動周期
87、銷售額變動周期 資料來源:iFind,平安證券研究所 圖表圖表38 全球全球半導體行業半導體行業資本開支資本開支波動周期波動周期 資料來源:IC Insights,平安證券研究所 半導體材料市場規模呈現周期性波動增長的態勢,2018-2021 年全球和我國大陸半導體材料市場年復合增速分別在 6.8%和11.9%,其中,集成電路領域占據了 80%以上的半導體材料市場,除 2022 年受疫情和 21 年廠家大幅擴產影響需求低迷、芯片庫存高企,其余年份我國集成電路銷售額增速均超 15%,整體較全球增速更高。-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0501001502002
88、50080910111213141516171819202122F23F24F25F全球半導體產業資本開支(左軸,十億美元)yoy(右軸)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 24/49 圖表圖表39 全球全球和中國大陸半導體材料市場規模和中國大陸半導體材料市場規模 圖表圖表40 全球和中國大陸集成電路全球和中國大陸集成電路產業產業銷售額銷售額 資料來源:SEMI,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 我國芯片仍以進口為主,國產替代空間大。我國芯片仍以進口為主,國產替代空間大。根
89、據 IC Insights數據,2021 年我國芯片市場需求總規模約為 1870 億美元,其中在我國大陸生產的 IC 規模約為 312 億美元,占比約 16.7%,其余 83.3%的需求依賴于進口。進一步來看,在中國大陸制造的價值 312 億美元的芯片中,臺積電、SK 海力士、三星、英特爾、聯電和其他在中國大陸擁有晶圓廠的海外企業生產了價值 189 億美元的芯片,占比約 60.6%,總部位于中國大陸的國內公司生產了價值約 123 億美元的芯片,占比約39.4%,在中國大陸 1865 億美元的芯片消費市場當中占比 6.6%,這意味著我國 IC 實際的自給率僅為 6.6%左右,IC 國產替代之路任
90、重而道遠,國內企業的國產替代空間廣闊。全球全球晶圓產能晶圓產能正逐步正逐步向向我國我國轉移轉移,2015-2021 年,中國大陸生產的晶圓產能在全球的占比從 9.7%逐步升至 16%,據 SEMI預計,到 2024 年將進一步提高到 20%左右。同時,我國新建晶圓廠的增加將帶動國內晶圓產能上行我國新建晶圓廠的增加將帶動國內晶圓產能上行,國產晶圓制造材料需求空間有望進一步打開。據 SEMI在 22 年初統計的數據,彼時中國大陸共有 23 座 12 英寸晶圓廠正在投產,總計月產能約為 104.2 萬片,與總規劃月產能 156.5 萬片相比,產能裝載率為 66.58%,仍有擴產空間;SEMI預計中國
91、大陸 2022 年-2026 年還將新增 25 座 12 英寸晶圓廠,總規劃月產能將超過 160 萬片;預計到 2026 年底,中國大陸 12 英寸晶圓廠的總月產能將超過 276.3 萬片,相比 22 年初提高 165.1%;在全球的比重也將自 2022 年的22%,提升至 2026 年的 25%。圖表圖表41 我國我國 IC 自給率逐自給率逐年提升年提升 圖表圖表42 2015-2021 年年全球全球晶圓產能分布晶圓產能分布 資料來源:IC Isights,平安證券研究所 資料來源:SEMI,平安證券研究所 -15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%010020030040050
92、060070080020132014201520162017201820192020202122E中國大陸(左軸,億美元)全球(左軸,億美元)yoy-中國大陸(右軸)yoy-全球(右軸)-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%02000400060008000100001200020132014201520162017201820192020202122E中國大陸(左軸,億元)全球(左軸,億美元)YOY-中國大陸(右軸)YOY-全球(右軸)0%5%10%15%20%25%050100150200250300201020112012201320142015201620
93、1720182019202020212026F我國IC市場需求總規模(左軸,十億美元)在中國大陸生產的IC規模(左軸,十億美元)自給率(右軸)9.7%10.8%12.5%13.9%15.3%16.0%21.6%21.3%21.8%21.6%21.4%21.0%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201520162018201920202021其他歐洲北美中國臺灣韓國日本中國大陸 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 25/49 圖表圖表43 2020-24 年年全球
94、全球各地新增各地新增 8/12 英寸英寸晶圓晶圓廠廠數量數量 圖表圖表44 近兩年我國新建晶圓廠數量高增近兩年我國新建晶圓廠數量高增 資料來源:SEMI,平安證券研究所 資料來源:SEMI,平安證券研究所 電子特氣作為半導體加工中的重要原料,在晶圓制造材料細分市場中的規模占比約為 4%,主要作用在刻蝕、摻雜、外延沉積等環節。集成電路制造涉及上千道工序,基底晶圓加工中需使用上百種電子特種氣體,未來隨著國內高精度芯片處理器技術迭代和市場發展,AI 應用場景的不斷落地,國內集成電路產業發展將成為帶動電子特氣需求上行的主要驅動力,同時隨著國內頭部特氣生產企業技術突破、純度提高、產品矩陣不斷完善,電子特
95、氣的國產替代空間也有望進一步打開。圖表圖表45 2021 年全球年全球細分細分晶圓制造材料規模占比晶圓制造材料規模占比 圖表圖表46 2021 年電子特氣在半導體各環節應用占比年電子特氣在半導體各環節應用占比 資料來源:SEMI,平安證券研究所 資料來源:SEMI,平安證券研究所 電子特氣在芯片加工中的需求測算:電子特氣在芯片加工中的需求測算:根據論文Life cycle assessment of silicon wafer processing for microelectronic chips and solar cells,測算得到每平方米 DRAM 存儲電路和邏輯電路晶圓加工所需要的
96、大宗特氣約為 1070.6 千克和3332.8 千克,所需電子特氣約為 913.4 克和 2842.0 克。邏輯芯片和存儲芯片在集成電路中的合計規模占比超 6 成,未來隨著 5G 和車載電子的高速發展,晶圓制造工廠產能擴張、集成電路制程技術節點微縮、3D NAND 多層技術的發展,芯片的工藝尺寸縮小、堆疊層數增加,集成電路制造中進行刻蝕、沉積和清洗的步驟增加,電子特氣用量還將不斷提升。圖表圖表47 每每 m2存儲和邏輯電路氣體用量存儲和邏輯電路氣體用量測算測算 大宗氣體大宗氣體 每每 m2存儲存儲晶圓晶圓氣體用量氣體用量(克克)每每 m2邏輯邏輯晶圓晶圓氣體用量氣體用量(克克)電子電子氣體氣體
97、 每每 m2 存儲存儲晶圓晶圓氣體用量氣體用量(克克)每每 m2 邏輯邏輯晶圓晶圓氣體用量氣體用量(克克)超高純氮氣 7220 22400 一氟甲烷 1.08 3.35 高純氮氣 1060000 3300000 二氟甲烷 6.17 19.2 普通氮氣 656000 2040000 三氟甲烷 2.22 6.90 超高純氧氣 1960 6080 三氟化氮 51.7 161 16513306105805101520253035404550中國美洲歐洲&中東日本韓國12英寸8英寸座11421152111024681012141618中國美洲歐洲&中東日本韓國20222021座硅材料,33%工藝化學品,
98、14%光掩膜,12.90%光刻膠,7.10%光刻膠配套試劑,7.10%CMP拋光材料,6.10%電子氣體,4%濺射靶材,2.90%其他材料,12.90%刻蝕,36%摻雜,34%其他(外延沉積/光刻等),30%請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 26/49 普通氧氣 71400 222000 三氯化硼 7.74 24.0 超高純氬氣 1200 3720 四氟化碳 86.3 268 普通氬氣 13300 41400 六氟乙烷 193 601 超高純氫氣 130 405 六氟化鎢 111 345 普
99、通氫氣 638 1980 六氟化硫 233 725 超高純氦氣 72.6 226 八氟環丁烷 18.5 57.4 氦氣 0.178 0.553 八氟環戊烯 16.9 52.7 笑氣(N2O)118 365 甲硅烷 23.5 72.9 氨氣 16.3 50.6 二氯甲硅烷 17.0 52.9 氯氣 13.2 41.1 乙硅烷 0.161 0.50 一氧化碳 1.19 3.68 四乙氧基硅烷 48.8 152 溴化氫 16.6 51.7 三甲基乙烯硅烷 17.1 53.3 氯化氫 69.6 216 四氯化硅 0.278 0.865 氟化氫 98.9 307 四氟化硅 0.533 1.66 1%F2
100、-Kr 0.393 1.22 六甲基二硅氮烷 73.2 228 氪-氖混合氣 0.196 0.608 乙硼烷 1.09 3.40 大宗普通氣合計大宗普通氣合計(kg)741.7 2306.4 砷化氫(AsH3 0.7%in H2)1.30(0.0304)4.03(0.0945)大宗特氣合大宗特氣合計計(kg)1070.6 3332.8 磷化氫(PH3 1%in H2)(PH3 30%in SiH4)1.14(0.0235)(1.67)3.53(0.0731)(5.19)大宗氣大宗氣合計合計(kg)1812.3 5639.2 電子氣體合計(電子氣體合計(g)913.4 2842.0 資料來源:L
101、ife cycle assessment of silicon wafer processing for microelectronic chips and solar cells,平安證券研究所 國內半導體市場空間廣闊,國產芯片產能持續擴張;特氣貫穿晶圓加工全流程,需求將不斷增加。通過我們的梳理,國內企業擴建的邏輯和存儲芯片項目中,按計劃在 2022H2-2025 年間投產放量的項目超 20 個,預計到 2025 年新增產能合計將達 374.1 萬片/月,結合表 47 給出的單平米邏輯和存儲電路的晶圓加工過程中所需的特氣用量,測算出國內企業擴產邏輯芯片共需大宗特氣約 68.88萬噸、電子特氣
102、 587.36 噸;擴產存儲芯片需大宗特氣 5.62 萬噸、電子特氣 47.99 噸。圖表圖表48 國內外主要企業國內外主要企業在中國地區的在中國地區的邏輯和存儲芯片新建產能情況邏輯和存儲芯片新建產能情況 公司名稱公司名稱 投產地區投產地區 芯片尺寸芯片尺寸 擴產產能擴產產能萬片萬片/月月 投產時間投產時間/備注具體情況備注具體情況 國內國內主要主要企業企業邏輯和存儲芯片新建產能邏輯和存儲芯片新建產能 中芯國際 天津 12 英寸 10 2023-2025 北京 12 英寸 10 2023-2025 深圳 12 英寸 4 2023-2025 上海 12 英寸 10 2023-2025 寧波 8
103、英寸 3 2022-2023,現已建成 擴建產能合計(萬片/月)34(12 寸)3(8 寸)公司現有芯片產能 71.4 萬片/月(等效 8 寸)25 年后整體產能有望達 147.5 萬片/月(等效 8 寸)士蘭微 杭州(士蘭集昕)12 英寸 36 項目 2022.10 啟動,建設期 3 年;12英寸目前月產能約 6 萬片 廈門(士蘭明鎵)6 英寸(SiC)14.4 2022 年 7 月子公司士蘭明鎵開始規劃建設,實施周期 3 年 擴建產能合計(萬片/月)50.4 現有月產出:4 寸 GaN/GaAS LED 芯片 7.2 萬片,5/6 寸芯片 23 萬片,8 寸 6 萬片,12 寸 4.5 萬
104、片;硅外延芯片 70 萬片/年-全尺寸 華潤微 重慶 12 英寸 3-3.5 2023 年底目標是爬坡至 2 萬片 深圳 12 英寸 48 2024 年年底實現通線投產(IC 芯片)華力微電子 上海 12 英寸 4 2021-2023 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 27/49 聞泰科技 上海 12 英寸 3 2021 年 1 月正式開啟,2022-2025 華虹半導體 無錫 12 英寸 8.3 2022 年 12 英寸月產能達 6.5 萬片,計劃將在 2023 年內陸續釋放其月產能至 9
105、.5 萬片 晶合集成 合肥 12 英寸 32(規劃總產能)2022 年晶合集成 12 英寸晶圓單月產能已突破 10萬片?;浶景雽w 廣州 12 英寸 8 一、二期項目均已建成投產,月產能達 4 萬片;新建三、四期項目力爭 2024 年建成投產,到 2025 年實現月產能共 12萬片 海辰半導體 無錫 8 英寸 11.5 2021-2023 年 積塔半導體 上海 12 英寸 5 該項目 2023 年后投產;8 英寸 6 萬片/月項目已于 2020 年量產 燕東微電子 北京 12 英寸 4 2023 年形成 1 萬片/月產能。新建月產能 4 萬片項目總投資 75億元,一期 2023 年 4 月試生
106、產,2024年 7月達產;二期 2024年 4 月試生產,2025 年 7 月達產。(建設期:2023-2025)長江存儲 武漢 3D NAND 20 建設期 2021-2023,第二座工廠最早于 22年底建成,產能將是第一座的兩倍,兩大工廠合計產能將達 30 萬片/月(2024E)合肥 12 英寸19nmDRAM 30 2021 年已達 6 萬片/月,2022年產能達 12萬片/月,未來的晶圓產能目標是 30 萬片/月 合肥長鑫 合肥 12 英寸 17nm DRAM 10 2021 年完成研發 北京 12 英寸 17nm DRAM 12 建設期 2022-2023 國內合計新建產能(萬片國內
107、合計新建產能(萬片/月月)374.1 建設投產期建設投產期 2022-2025 年年 除長江存儲和合肥長鑫為存儲芯片,其余企業均為邏輯芯片除長江存儲和合肥長鑫為存儲芯片,其余企業均為邏輯芯片 邏輯芯片擴建產能(萬片邏輯芯片擴建產能(萬片/月,合計)月,合計)12英寸 8英寸 6英寸 302.1 273.2 14.5 14.4 存儲芯片擴建產能(萬片存儲芯片擴建產能(萬片/月,月,12英寸)英寸)72.0 特氣空間測算:特氣空間測算:12 英寸晶圓面積英寸晶圓面積=0.073m2(8 英寸為英寸為 0.0324m2,6 英寸為英寸為 0.0182m2),擴建的邏輯芯片合計達,擴建的邏輯芯片合計達
108、 20.667萬萬 m2,存儲芯片達,存儲芯片達 5.254 萬萬 m2;結合表;結合表 47,測算得國內企業擴產邏輯芯片需大宗特氣,測算得國內企業擴產邏輯芯片需大宗特氣約約 68.88 萬萬噸、電子特氣噸、電子特氣587.36 噸噸;擴產;擴產存儲存儲芯片需大宗特氣芯片需大宗特氣 5.624 萬萬噸、電子特氣噸、電子特氣 47.99 噸。噸。境外企業在中國境外企業在中國地區地區(含(含中國中國臺灣)的芯片新建產能臺灣)的芯片新建產能 臺積電 南京 12 英寸 2 2022-2024,28nm 及以上制程 高雄/臺南/新竹-擴增 3/5/7nm 先進工藝制程 竹科寶山/臺南-新建 2nm 工廠
109、 聯電/和艦 蘇州 8 英寸 1 2022-2024 力積電 銅鑼 12 英寸 10 2023-2026,初期 1.9 萬片產能于 2023年下半年投產 世界先進 新竹 8 英寸 4 2023-2025 南亞科技 新北 12 英寸10nmDRAM 4.5 分三階段進行擴建,目標 2025 年開始裝機量產 合晶科技 龍潭 12 英寸 5 預計到 2023 年底,公司 12 英寸硅晶圓月產能可達 5 萬片 鄭州 12 英寸 1 12 英寸晶圓原產能約 1 萬片/月,2022H2擴至 2 萬片/月 境外企業在中國地區的芯片新建產能合計境外企業在中國地區的芯片新建產能合計 27.5 建設投產期建設投產
110、期 2022H2-2025 境內外企業在中國地區的芯片新建產能合計境內外企業在中國地區的芯片新建產能合計 401.6 建設投產期建設投產期 2022H2-2025 資料來源:各公司公告,集微網,平安證券研究所 集成電路用電子特氣市場規模:集成電路用電子特氣市場規模:根據前瞻產業研究院數據顯示,2020 年我國集成電路用電子氣體的市場規模為 76 億元,2021 年增長至為 85 億元,預計 2025 年市場規模將達 134 億元,2021-2025 年復合增長率為 12.05%。根據 ICMTIA 統計數據,中國集成電路用電子氣體中,電子特種氣體市場規模約占 64%。根據國際半導體產業協會數據
111、,2021 年全球晶圓制造用電子氣體市場規模達 45.4 億美元,同比增長 3.9%;根據高禾投資研究中心預測數據,至 2028 年全球晶圓制造用電子氣體市場規模達59.1 億美元,年復合增長率為 3.84%。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 28/49 圖表圖表49 我國集成電路對電子特氣的需求規模我國集成電路對電子特氣的需求規模(億元)(億元)圖表圖表50 全球晶圓制造用電子特氣市場規模(億美元)全球晶圓制造用電子特氣市場規模(億美元)資料來源:SEMI,前瞻產業研究院,平安證券研究所
112、資料來源:SEMI,高禾投資研究中心,平安證券研究所 2.2 ChatGPT 大算力大算力需求需求,驅動,驅動 GPU 芯片新增勢芯片新增勢 2022 年 12 月,微軟投資的 AI創業公司 OpenAI推出聊天機器人 ChatGPT,微軟Azure 為 OpenAI開發的超級計算機是一個單一系統,具有超過 28.5 萬個 CPU核心、1萬個 GPU 和 400 GB/s 的 GPU 服務器網絡傳輸帶寬,以此來支撐 GPT的大算力需求。ChatGPT發布后,國內的百度“文心一言”、阿里“通義千問”、騰訊“混元”、網易“伏羲”、科大訊飛“星火認知”、商湯日日新等大模型也相繼發布。AI 模型對算力
113、的需求主要體現在訓練和推理兩個層面,2021 年中國人工智能服務器工作負載中,57.6%的負載用于推理,42.4%用于模型訓練;據 IDC 預計,到 2026 年 AI 推理的負載比例將進一步提升至 62.2%。通過測算,GPT-3 模型訓練約需 1.87 萬顆 A100 GPU,推理(單月)需 4057.65顆 A100 GPU 芯片。據外媒 semianalysis 報道,ChatGPT 每天在計算硬件方面的運營成本約 69.4 萬美元,Open AI 需要大約 3617 臺 HGX A100 服務器(28936 個 GPU)為 ChatGPT 提供服務。根據測算,假設 GPT 模型在 1
114、0 天內完成訓練,可支撐單月 6.16億次使用量(每次回復時間 1s),則共需約 22725 顆 A100 GPU 芯片量,目前 GPU 芯片持有量超過 1 萬枚的企業不超過5 家,其中,擁有 1 萬枚英偉達 A100 GPU 的企業至多只有 1 家,高端芯片呈供不應求局面。ChatGPT興起帶動 GPU 需求增加,未來相關技術廣泛應用仍需要大算力支撐,或將驅動芯片產業鏈開啟新增長極。圖表圖表51 ChatGPT 模型訓練和使用的模型訓練和使用的 A100 芯片消耗量測算芯片消耗量測算 參數參數 計算過程計算過程 結果結果 據 OpenAI 披露,訓練一次 GPT-3 需算力約 3640 PF
115、lop/s-day GPT-3 模型訓練所需算力=3640*3600*24*10(15)GPT-3 模型(1746 億參數)的訓練所需浮點算力為 3.14*1023(FLOPs)以英偉達 A100 GPU 為例,其具有每秒19.5 萬億次(19.5TFLOPs)的浮點運算能力,假設在 10 天內完成訓練 模型訓練需要的 A100 GPU 數量=(3.14*1023)/(19.5*1012*10*24*3600)需要 18666.67 顆顆 A100 GPU 來滿足模型訓練的算力需求 假設一個用戶問 ChatGPT 提出 50 字的問題,ChatGPT 給出了 1000 字的回復,回復時間為 1
116、 秒 需要的算力數=L(用戶問題輸入長度+模型輸出長度)*D(模型維度)*N(模型層數)1050*1280*96 結合參數假設,模型使用過程中消耗的算力為 128,448,000 FLOPs A100 GPU 算力性能 19.5TFLOPs,假設一個用戶提一個問題,回答時間為 1s 一塊 A 100 可以支撐的用戶數=(19.5*1012)/(1.28448*108)一塊英偉達 A100 GPU 可以同時支撐大約 151812 個用戶個用戶 據 SimilarWeb 數據,2023年 1 月使用 GPT-3 模型所需的 A100 GPU 數量支撐單月 6.16 億次的訪問量所需的 A 10.5
117、%11.0%11.5%12.0%12.5%13.0%13.5%0204060801001201401602020202120222023E2024E2025E我國集成電路對電子氣體需求規模(左軸,億元)YOY(右軸)-4%-2%0%2%4%6%8%10%12%0102030405060702013201420152016201720182019202020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E電子特氣市場規模(左軸,億美元)YOY(右軸)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材
118、料行業深度報告 29/49 ChatGPT 官網總訪問量為 6.16 億次=6.16*108/151812 100 GPU 數量需 4057.65 顆顆 綜上,假設綜上,假設 GPT 模型在模型在 10 天內完成訓練,可支撐單月天內完成訓練,可支撐單月 6.16 億次使用量(每次回復時間億次使用量(每次回復時間 1s),則共需約),則共需約 22725 顆顆 A100 GPU芯片芯片;假設;假設 12英寸晶圓可以切出英寸晶圓可以切出 500 顆左右的芯片顆左右的芯片,則需要晶圓,則需要晶圓 46 片片 資料來源:數據猿,OpenAI,平安證券研究所 2.3 顯示面板:上行周期啟動,顯示面板:上
119、行周期啟動,需求增長在即需求增長在即 全球顯示面板行業在經歷了 2020Q1-2021Q2 供需兩旺的漲價周期后,在 2022年由于全球經濟較疲軟、疫情沖擊、供應過剩等因素的影響,價格步入下行周期,相關企業經營業績遭受了較大的壓力,根據中國光學光電子行業協會液晶分會統計數據,2022 年全球顯示市場產值約為 1998 億美元,同比下降超 20%;其中,顯示器件(面板)產值約 1100 億美元,同比下降近 27%;顯示材料產值約 766 億美元,同比下降近 13%;顯示裝備產值約 120 億美元,同比下降超 9%。2023 下半年或將是顯示面板產業新一輪上行周期的起點。當前,全球液晶顯示器面板價
120、格企穩,電視面板價格已全線調漲,新一輪漲價周期開啟,預期 2023 年下半年顯示面板市場或將迎來改善。圖表圖表52 全球顯示面板產業產值(億美元)全球顯示面板產業產值(億美元)圖表圖表53 全球液晶面板月度出貨量情況全球液晶面板月度出貨量情況 資料來源:DSCC,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 圖表圖表54 55/65 英寸英寸 60Hz 液晶電視面板液晶電視面板價格價格(美元美元/片片)圖表圖表55 液晶顯示器面板液晶顯示器面板價格走勢(美元價格走勢(美元/片)片)資料來源:iFind,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 根據 Omdia 針對顯示器生
121、產與庫存追蹤的最新研究表示,受益于 LCD 電視、手提電腦、顯示器面板和智能手機 LCD 面板訂單激增,全球顯示面板廠家的總產能利用率正從 2023 年第一季度的 66%回升至第二季度的 74%,OLED 面板生產商在-30%-20%-10%0%10%20%30%0200400600800100012001400160020162017201820192020202120222023EMini/MicroLED(左軸)OLED(左軸)LCD(左軸)合計YOY(右軸)-50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%0200040006000800010000120001
122、4000160001800018-0518-0919-0119-0519-0920-0120-0520-0921-0121-0521-0922-0122-0522-0923-01全球液晶面板出貨量(左軸,千片)YOY(右軸)05010015020025030035020-0920-1121-0121-0321-0521-0721-0921-1122-0122-0322-0522-0722-0922-1123-0123-0355英寸65英寸02040608010012014015-1016-0316-0817-0117-0617-1118-0418-0919-0219-0719-1220-052
123、0-1021-0321-0822-0122-0622-1123-0421.5英寸:TN LED(ES 8.0):FHD(16:9)27英寸WVALED:FHD(16:9)23.8英寸WVALED:FHD(16:9)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 30/49 提高產能利用率方面仍面臨挑戰(預計 2023 年上半年 OLED 生產商的平均產能利用率仍不足 60%),下半年面板產業加速回暖,新一輪上行周期開啟,或將驅動 OLED 產能利用率也有所回升。圖表圖表56 全球全球主要主要顯示面板廠家的
124、總產能利用率顯示面板廠家的總產能利用率預期將在預期將在 23Q2 回升回升 資料來源:Omdia,平安證券研究所 國內市場顯示出更為強勁的增長韌勁。2022 年,國內顯示行業產值近 5000 億元,在全球市場的占比超過 38%,投資結構方面也有了明顯改善,投資方向從 LCD 向更高技術含量的高性能 OLED、Micro LED 及部分上游材料轉移,未來國內面板市場將向更高附加值的產品逐步迭代,同時在全球的占比也將進一步提高。從全球顯示面板產能分布來看,有較為明顯的向我國轉移的趨勢。根據 DSCC 數據,近年來國內面板企業快速增加第六代柔性 OLED 產線,我國 OLED 市場份額快速提升,20
125、23 年國內企業在全球柔性 OLED 產能中的占比有望超過 50%;在中國面板廠商占據主導地位的液晶顯示器(LCD)產能中,預計到 2027 年中國企業份額將提高至 70%以上;顯示面板總產能中(包括 OLED 和 LCD),2023 年中國面板企業占據 60%左右的市場份額,預計從 2024 年起將保持在70%左右。圖表圖表57 中國顯示技術及市場份額按年分應用變化中國顯示技術及市場份額按年分應用變化 圖表圖表58 全球顯示面板產能逐年向我國轉移趨勢全球顯示面板產能逐年向我國轉移趨勢 資料來源:DSCC,平安證券研究所 資料來源:中商情報網,群智咨詢,平安證券研究所 2.4 光伏電池:光伏電
126、池:市場市場持續高增,特氣持續高增,特氣需求穩增需求穩增 34%40%46%51%55%56%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017年2018年2019年2020年2021年2022年日本韓國中國臺灣中國大陸 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 31/49 據國家能源局統計,2022 年我國光伏新增裝機量達 87.41GW,同比增長 59.2%,其中分布式光伏占比持續提升至近 70%,是推動光伏裝機量快速增加的重要增長極;2022 年我國光伏電池產量達 34
127、3.64GW,同比增長 46.8%。隨著“十四五”時期加快推進雙碳戰略的達成,各省積極布局光伏建筑一體化、大型風光基地建設等舉措,截至 2022 年底,全國 25 個省已發布明確的“十四五”期間新增光伏裝機規劃,合計達 344GW。2023 年光伏需求增勢保持強勁,一季度全國光伏新增裝機并網 33.66GW,同比高增 154.81%;一季度我國光伏電池產量達 105.26GW,同比增長 53.2%。據 CPIA 預測,2023 年我國光伏新增裝機保守預測為 95GW,樂觀預測為 120GW,疊加一定規模的出口預期,預計 2023 年我國光伏電池產量將達近 445GW,同比增加 29.4%。圖表
128、圖表59 我國光伏新增裝機量(我國光伏新增裝機量(GW)圖表圖表60 我國光伏電池產量(我國光伏電池產量(GW)資料來源:國家能源局,CPIA,平安證券研究所 資料來源:國家統計局,平安證券研究所 電子特氣在晶硅太陽能電池和非晶硅薄膜光伏電池的生產中都必不可少,比如硅烷作為一種提供硅組分的氣體源,是將硅分子附著于電池表面最有效的方式,是其他硅源無法取代的特氣產品;硅烷、磷化氫、硼烷、氫氣等作為沉積氣體,可用于非晶硅薄膜太陽能電池制造;含氟電子特氣或強腐蝕性酸堿常作為光伏電池制造中的刻蝕劑。國內外光伏市場需求前景向好,國內光伏電池產量增勢強勁,電子特氣在光伏領域的需求有望穩步上行。圖表圖表61
129、太陽能電池制造過程中所需的特氣產品太陽能電池制造過程中所需的特氣產品 產品產品 常見等級常見等級 常見包裝常見包裝(200MW)常見包裝常見包裝(200MW)用途用途 晶體硅太陽能電池制造中典型的特氣晶體硅太陽能電池制造中典型的特氣 硅烷 電子級 鋼瓶/鋼瓶集裝格 ISO 模組(6000kg)鍍膜 高純氨 電子級 公噸罐 ISO 模組(6000kg)鍍膜 四氟甲烷 電子級 鋼瓶/鋼瓶集裝格 MCP(330kg)刻蝕 一氧化二氮 電子級 公噸罐 公噸罐 鍍膜 氮氣 電子級 液化氣罐 現場裝置 載氣 氧氣 電子級 鋼瓶集裝格/液化氣罐 液化氣罐 刻蝕配氣 氬氣 電子級 液化氣罐 液化氣罐 刻蝕配氣
130、 氫氣 電子級 鋼瓶集裝格 液化氣罐 鍍膜反應氣 薄膜太陽能電池制造中典型的特氣薄膜太陽能電池制造中典型的特氣 硅烷 電子級 鋼瓶/鋼瓶集裝格 ISO 模組(6000kg)鍍膜 三氟化氮 技術級 鋼瓶/鋼瓶集裝格 ISO 模組(6000kg)刻蝕、清洗 氟氣 電子級 現場裝置 現場裝置 刻蝕-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0204060801001201401602015201620172018201920202021202223E24E25E中國光伏新增裝機量(左軸,GW)YOY(右軸)0%10%20%30%40%50%60%05010015020
131、02503003504004505002015201620172018201920202021202223E中國光伏電池產量(左軸,GW)YOY(右軸)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 32/49 六氟化硫 技術級 鋼瓶 不詳 刻蝕、清洗 氮氣 電子級 液化氣罐/現場裝置 現場裝置 沉積 氫氣 電子級 管道拖車/液化氣罐/現場裝置/壓力罐 現場裝置 沉 積 氦氣 技術級 壓力罐/管道拖車 壓力罐/管道拖車 保護氣 三甲基硼混合氣 電子級 鋼瓶 鋼瓶 擴散 磷化氫混合氣 電子級 鋼瓶 鋼瓶集裝
132、格 沉積 乙硼烷混合氣 電子級 鋼瓶 鋼瓶 沉積 甲烷 技術級 鋼瓶 鋼瓶 刻蝕 氬氣 電子級 鋼瓶集裝格/液化裝置 液化氣罐 沉積反應氣 氧氣 技術級 鋼瓶/液化氣罐 鋼瓶/液化氣罐 沉積、刻蝕 二乙基鋅 電子級 桶/ISO 規格 桶/罐/ISO 規格 鍍膜 乙硅烷 電子級 鋼瓶 鋼瓶 鍍膜 四氯化硅 太陽能級 桶/ISO 模組 桶/ISO 模組(1 萬2 萬 kg)鍍膜 資料來源:電子化學品在光伏電池產業中的應用及發展,平安證券研究所 三、三、電子特氣電子特氣行業行業具資金、技術、客戶認證等具資金、技術、客戶認證等多重多重壁壘壁壘 電子特氣的研究、生產、銷售具有資金投入大、技術門檻高、用戶
133、認證周期長等特點,因此該行業具有較高的進入壁壘。3.1 技術技術門檻門檻高高:芯片薄化趨勢,特氣純度和配置精度要求提升:芯片薄化趨勢,特氣純度和配置精度要求提升 電子特氣對純度的要求較高,特別是用在半導體加工中,一般需達到 5N 級、6N 級及以上的純度要求,因此其制備中最主要的環節除了合成外還包括純化,此外,氣體混配(組分配制)、氣瓶處理(存儲運輸)、分析檢測等環節對最終產品精度、純度均有影響,因此也是特氣生產中不可忽視的重要環節。當前,國內頭部電子特氣生產企業的產品純度以 5N 為主,有企業可實現 7N 級高純大宗氣體的生產,但 6N 及以上的電子特氣仍主要依賴進口;國內企業在配氣誤差、研
134、磨光潔度、腐蝕性氣體量值變化、氣體檢測精度等方面有了一定提升,但仍有再優化空間。圖表圖表62 電子特氣處理環節中的技術壁壘電子特氣處理環節中的技術壁壘 環節環節 技術難度所在技術難度所在 國內水平國內水平 國外水平國外水平 氣體純化 超純要求氣體純度達到 4.5N、5N 甚至 6N、7N,超凈要求嚴格控制粒子與金屬雜質的含量;芯片制程技術從28nm 向 5nm 突破,對特氣純度要求持續提升 特氣 5N 為主,6N 及以上依賴進口,華特、金宏可產 7N 級高純氨 德國林德集團、法國液化空氣、美國空氣化工公司為代表的海外頭部可產 5N-9N 級 混氣配比 隨著產品組分的增加、配制精度的上升,常要求
135、氣體供應商能夠對多種 ppm(10-6)乃至 ppb(10-9)級濃度的氣體組分進行精細操作 華特配氣誤差達2%以內,行業平均一般在5%的誤差范圍內 控制在2%以內 氣瓶處理 是保證氣體存儲、運輸、使用過程中不會被二次污染的關鍵,需對氣瓶內部、內壁表面等的處理涉及去離子水清洗、研磨、鈍化等多項工藝 行業水平:光潔度在 0.5m;腐蝕性氣體 1 年內量值變化不超過 5%;真空環境一般達 0.3pa-分析檢測 建立針對性建立檢測方法,通過氣相色譜儀、微量氧分儀等設備對氣體的純度、顆粒物等進行精準檢測 行業內一般的檢測水平檢測精度為 1-10ppb-資料來源:華特氣體公司公告,新材料在線,平安證券研
136、究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 33/49 集成電路制程技術的不斷迭代,從大規模向超大規模和極大規模發展,晶圓尺寸從 4 寸、6 寸、8 寸向 12 寸、14 寸突破,芯片線寬從 28nm、14nm向 7nm 甚至 5nm突破,高端芯片對特氣的純度要求也在不斷提升,特氣純度每提升一個 N 級,粒子、金屬雜質含量濃度每降低一個數量級,都將帶來工藝復雜度的顯著提升;混合氣配比方面,隨著產品組分的增加、配制精度的上升,其配制過程的難度與復雜程度也顯著增大。圖表圖表63 各應用下的氣體純度要
137、求各應用下的氣體純度要求 氣體等級氣體等級 純度要求純度要求 雜質含量雜質含量 應用應用 芯片尺寸芯片尺寸 線寬線寬 普通氣體 99.9%(3N)1000ppm 傳統工業-純氣體 99.99%(4N)99.995%(4.5N)5 種雜質和100ppm 6 種雜質和50ppm 晶體管和晶閘管 4-5 寸 6 寸 1.2um 及以上 0.25um-0.5um 高純氣體 99.999%(5N)8 種以上總和10ppm 大規模集成電路和特殊器件,太陽能電池,光纖,液晶顯示面板等 8 寸 0.13-0.25um 超高純氣體 99.9999%(6N)10 種以上,關鍵雜質總和1ppm 超大規模和極大規模集
138、成電路,高精度要求半導體器件等 12 寸 65-90nm 資料來源:飛潮新材公司官網,賽瑞研究,平安證券研究所 電子特氣的主要合成方法有電解法、化學法和電解-化學法等,主要純化方法有吸附法、精餾法、吸收法、膜分離法以及可滿足更高純度要求的離心法、吸氣劑法、催化凈化法及冷凍法等。國內企業主要采用精餾、吸附等方式提純,更高純度要求技術的產業化應用仍有待突破。目前國內在新技術研發上有了一定突破,中船重工(邯鄲)派瑞特氣的徐海云等采用乙醇鈉-無水乙醇溶液對一氟甲烷粗氣進行吸收處理,該法能夠有效吸收一氟甲烷粗氣中的酸性雜質并降低含水量,再通過精餾等過程可制得電子級一氟甲烷;昊華氣體的張金彪等采用活性金屬
139、 Cu、Mn 與 Ca、Al、Zn 的混合物(Cu+Mn 質量分數50%)對四氟化碳粗氣中的三氟化氮雜質在催化劑(鉻或鎳的氟化物)作用下進行氟化,該方法最終可將四氟化碳中的三氟化氮雜質含量降至 1 10-6 以下。圖表圖表64 氣體合成和純化方法氣體合成和純化方法 資料來源:CNKI,平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 34/49 3.2 認證周期認證周期長長:集成電路領域的集成電路領域的客戶客戶認證周期長達認證周期長達 2-3 年年 特氣的質量對集成電路、顯示面板產品的精密度
140、影響極大,因此下游客戶尤其是集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領域客戶對氣體供應商的選擇均需經過審廠、產品認證 2 輪嚴格的審核認證,其中光伏能源、光纖光纜領域的審核認證周期通常為 0.5-1 年,顯示面板通常為 1-2 年,集成電路領域的審核認證周期長達 2-3 年。目前,華特氣體、金宏氣體、中船特氣等頭部氣體廠商已成為中芯國際、長江存儲、華虹半導體等國內集成電路生產企業的特氣主要供應商,同時產品陸續獲得了臺積電、聯華電子、德州儀器、海力士等海外領先企業的認證,部分產品已進入相關企業供應鏈,未來隨著國內特氣企業產品矩陣的完善,一體化供應服務的優化,有望進一步成為國內外集成電路、顯示
141、面板等生產企業的核心供應商。圖表圖表65 國內特氣生產企業的下游客戶認證情況國內特氣生產企業的下游客戶認證情況 國內企業名稱國內企業名稱 公司前幾大客戶營收占比和公司前幾大客戶營收占比和特氣產品通過特氣產品通過客戶認證客戶認證的的情況情況 華特氣體 長江存儲 16.47%,中芯國際 7.91%,液化空氣集團 4.45%,林德集團 3.26%。公司光刻氣產品(Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne)分別在 2017 年 2021 年通過了 ASML 和 GIGAPHOTON 的認證,是國內唯一一家通過兩家認證的氣體公司 金宏氣體 通威太陽能 1.82%,中芯國際 1.4
142、3%,大陽日酸 1.22%,蘇州天脈 1.10%,中電熊貓1.03%。此外,公司特氣產品已通過深南電路、華力微電子、聯芯集成、華潤微電子、松下半導體等集成電路生產企業的認證 中船特氣 長江存儲 14.67%,華立 10.80%,中芯國際 7.03%,京東方 7.00%。公司實現了對中芯國際、長江存儲、上海華虹、長鑫存儲等境內主要晶圓企業的全覆蓋,并已進入臺積電、聯華電子、海力士、鎧俠、格羅方德、德州儀器等全球領先企業供應鏈 凱美特氣 2023.2.2,公司收到 ASML 子公司 Cymer 公司發來的光刻氣產品合格供應商認證函 南大光電 產品已覆蓋中芯國際、長江存儲、華虹半導體、三安光電、乾照
143、光電等集成電路和 LED 領域的一線廠商,并進入英特爾、歐司朗、飛利浦等國外一流廠商供應商名錄 雅克科技 公司客戶包括 SK 海力士、美光、三星電子、鎧俠電子和英特爾等國際領先的芯片制造商,以及 LG 顯示和友達光電等國際大型面板制造商;國內客戶包括中芯國際、長江存儲與合肥長鑫等國內主流芯片制造商,以及京東方、華星光電和惠科等國內大型面板制造商 資料來源:各公司公告,平安證券研究所 3.3 資金投入資金投入大大:項目投建金額超億元,投資回收期長達:項目投建金額超億元,投資回收期長達 5-6 年年 梳理國內上市的氣體公司新增的特氣項目資本開支和生產周期可見,電子特氣項目具有投資金額大、投資回收期
144、長的特點,項目平均生產周期在 2-3 年,擬投入金額基本都超億元規模,平均投資回收期在 5-6 年。但是隨著國內半導體國產替代進程加快,下游產能規模的不斷擴大,國內電子特氣需求增加,且高壁壘下特氣產品具高毛利高回報特點,因此國內氣體企業通過定增和發行可轉債募資等方式積極進行電子特氣產能擴張、品類拓展,其中,華特氣體、凱美特氣、金宏氣體、南大光電、和遠氣體、昊華科技等均有超 10億元規模的資金投入到新增電子特氣項目中,資本開支率處于較高水平。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 35/49 圖表圖
145、表66 國內特氣企業整體資本開支率高于海外國內特氣企業整體資本開支率高于海外 資料來源:各公司公告,平安證券研究所,注:資本開支率=資本開支(購建固定資產、無形資產和其他長期資產支付的現金)/營業收入 圖表圖表67 國內各公司新增國內各公司新增的的特氣項目特氣項目建設建設情況情況 實施主體實施主體 項目項目內容內容 投入金額投入金額 周期周期 投資回收期投資回收期 全投產后營收全投產后營收/凈利凈利 華特氣體 江西華特 1764 噸半導體材料:噸半導體材料:高純一氧化碳 180 噸,高純一氧化氮 40 噸,高純六氟丙烷及其異構體 800 噸,電子級溴化氫 300 噸,電子級三氯化硼 300 噸
146、,超高純氫氣 9 噸,超純氪氣/氖氣/氙氣/氦氣 135 噸 4.66 億元 2 年 22Q2-24Q2 6.82 年 營收年均 7.13 億元 凈利年均 1.21 億元 本公司 華特氣體西南總部項目華特氣體西南總部項目 6.58 億元 2 年2021.12-2023.12-江西華特 氣體中心建設及倉儲經營項目:氣體中心建設及倉儲經營項目:高純鍺烷 10 噸、硒化氫 40 噸、磷烷 10 噸、年充裝混配氣體 500 噸、倉儲經營銷售砷烷 10 噸、乙硼烷 3 噸、氯氣 300 噸、三氟化硼 10 噸 3.48 億元 3 年 完工預計2022.12 7.58 年 銷售收入 3.32 億元 本公司
147、 電子氣體生產純化及工業氣體充裝項目:電子氣體生產純化及工業氣體充裝項目:年產 50 噸硫化氫、年純化 10 噸鍺化氫、100 噸四氟化硅、100 噸六氟乙烷、100 噸八氟乙烷、100 噸一氟甲烷,年充裝 13,000 噸氧氣(含液態)、10,500 噸氮氣(含液態)、12,000 噸氬氣(含液態)、1,200 噸二氧化碳、300 噸環氧乙烷、300 噸一氧化氮、300 噸硅烷、1,000 噸氨氣、120 噸氯化氫、300 噸三氯氫硅、5,000 瓶混合氣等。2.16 億元 3 年 完工預計2022.12 6.43 年 銷售收入 1.73 億元 凱美特氣 宜章凱美特 3 萬噸/年液氧/液氮/
148、液氬,520 噸/年電子級氯化氫,500 噸/年電子級溴化氫,200 噸/年氟氣,18 萬 Nm/年氟基混配氣,50 噸/年高純五氟化銻,100 噸/年電5.86 億元 2 年 24E 投產 6.22 年 營收年均 5.13 億元 凈利年均 2.08 億元 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201620172018201920202021202223Q1華特氣體金宏氣體凱美特氣和遠氣體南大光電僑源氣體海外龍頭企業均值(林德集團、液化空氣、大陽日酸)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色
149、與新材料行業深度報告 36/49 子級碳酰氟,2.2 噸/年電子級氘氣,19.2 萬 Nm/年電子級乙炔,2.5 萬 Nm/年電子級一氧化碳 福建凱美特 合計 30 萬噸/年(27.5%計)雙氧水,二期規劃 5000噸/年 31%電子級雙氧水 5.18 億元 3 年 24Q1 首期投產 8.26 年 營收年均 2.70 億元 凈利年均 0.53 億元 中船特氣 本公司 年產 3250 噸三氟化氮項目(2023E-2024E)4.60 億元 18 個月 5.06 年 本公司 年產 735 噸高純電子氣體項目(2023E)2.21 億元 12 個月 5.11 年 本公司 年產 1500 噸高純氯化
150、氫擴建項目(2023E-2024E)0.97 億元 18 個月 4.70 年 金宏氣體 發展與科技儲備資金(變更前)1)高純三氟化氯、高純三氟化硼、液態有機儲氫技術、改性碳纖維脫硫劑的研發。2)年產 1,680 噸正硅酸乙酯和年產 5,000 噸電子級氧化亞氮項目分別2022 年 8 月和 2021年 6月完成竣工驗收 2.67 億元 1)2021年末完結 2)均已完結-眉山金宏 (變更后)眉山金宏高端電子專用材料項目:年產氫氣 4,000 萬Nm、食品級二氧化碳 15,000 噸、超純氨 10,000噸、高純一氧化二氮 10,000 噸、高純二氧化碳5,000 噸、干冰 15,000 噸 5
151、.0 億元 20 個月 2023.12 達可用狀態-全椒金宏 (變更后)全椒金宏半導體電子材料項目:新增建設年產 10 噸乙硅烷和年產 10 噸三甲基硅胺生產線 1.9 億元 18 個月 2024年內完工 -本公司 新建高端電子專用材料項目:年產電子級特氣200噸全氟丁二烯,100 噸一氟甲烷、500 噸八氟環丁烷、200 噸二氯二氫硅、50 噸六氯乙硅烷 6.0 億元-6.16 年 達產后總收入預計達 11.40 億元 蘇相金宏潤 新建電子級氮氣 11250 噸/年、液氮 45000 噸/年、液氧 23581 噸/年、液氬 963 噸/年 2.1 億元-7.40 年 達產后總收入預計達 1.
152、76 億元 南大光電 烏蘭察布南大微電子 年產 7200 噸電子級三氟化氮項目 10.0 億元 3 年2023-25 5.84 年 全椒南大光電-77.34%70 噸高純磷烷、50 噸高純砷烷擴產及 20 噸高純砷烷技改項目 1.0 億元 1 年2023E 3.65 年 雅克科技 本公司 年產 12,000 噸電子級六氟化硫和年產 2,000 噸半導體用電子級四氟化碳生產線技改項目(已投產)0.7 億元 3 年-2021年初開始 達產后總收入約1.47 億元 和遠氣體 湖北和遠 潛江電子特氣產業園:純氨 20 萬噸/年(一期液氨已完工達產),包含電子級高純氨年產 2 萬噸;電子級高純氫氣 32
153、000 萬方/年(二期陸續投建中)3.905 億元 12 個月 20Q2-23陸續投建-全資子公司和遠新材料 宜昌電子特氣及功能性材料產業園項目:2000t/a 6N級三氟化氮、50t/a 六氟丁二烯、500t/a 六氟化鎢、8萬 t/a 光伏級三氯氫硅、1000t/a 半導體級三氯氫硅等電子特氣及功能性硅烷產品。18 億元(一期);30 億元(二期)18 個月23 年內分批投產 5.42 年(一期,含建設期)和遠新材料 新增電子級硅烷項目(在上述項目基礎上擴建):主產品電子級硅烷氣 5000 噸/年(原料三氯氫硅),副產品電子級乙硅烷 200 噸/年、工業級硅烷 500 噸/年。4883.0
154、 萬元 1 年 23Q1 始 2.73 年(稅后,含建設期)昊華科技 黎明院 4600 噸/年含氟電子特氣項目(已投產):年產 3000噸三氟化氮、1000 噸四氟化碳和 600 噸六氟化鎢 9.14 億元 18 個月2020Q3-2022Q4-請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 37/49 黎明院 高性能有機氟材料:六氟丙烯單體、八氟環丁烷以及工業級聚合氯化鋁等 21.54 億元 36 個月2021.4 始-僑源股份 阿壩僑源 1100TPD 氮氣回收技改項目:對現有空分裝置 3.7萬 Nm
155、3/h 氮氣回收,建成后增加 40 萬噸/年液氮 2.7 億元 36 個月-阿壩僑源 30TPD 高純特氣技改項目:新增 1 萬噸/年高純氧 0.22 億元 24 個月-眉山僑源 甘眉工業園區配套工業氣體項目:項目建成后形成年產 35 萬噸液氧、高純度液氮、高純液氬,年產 3.6億 m3工業氧氣、2000Nm/h 高純氮氣 3.96 億元 12 個月-資料來源:各公司公告,平安證券研究所 四、四、海外海外企業企業寡頭壟斷格局下,寡頭壟斷格局下,國內企業如何突出重圍國內企業如何突出重圍 國外頭部氣體企業發展歷史悠久,多以大宗氣體生產和設備制造起家,在大宗工業氣體領域基本已形成寡頭壟斷格局,因資金
156、實力雄厚、研發能力強,拓展的電子特氣品種也相對齊全,且規模大、純度高。海外著名的氣體生產企業有林德集團、液化空氣、空氣化工、大陽日酸,在電子特氣領域有較強競爭力的海外企業有 SK Materials(三氟化氮、六氟化鎢主要供應商)、日本關東電氣(提供三氟化氮、四氟化碳、六氟乙烷等含氟特氣)、昭和電工(高純四氟甲烷、三氟甲烷、六氟乙烷、三氯化硼等)等,前四大企業(林德、液化空氣、空氣化工、大陽日酸)占據了全球電子氣體 70%以上市場份額。國內電子特氣產業起步較晚(從國內外各氣體企業成立時間來看,較海外晚 50-100 年左右)、技術力量較薄弱、產品矩陣和一體化服務方面有待完善,經過近幾十年的發展
157、,國產電子特氣在研究上已取得一定進展,但在產品性能與生產規模方面,與國外頭部企業相比尚存差距,2020 年海外龍頭企業仍占據了我國 80%以上的市場份額,國產替代之路任重而道遠。圖表圖表68 2020 年全球電子年全球電子氣體氣體市場份額市場份額 圖表圖表69 2020 年中國電子特氣市場份額年中國電子特氣市場份額 資料來源:TECHCET,平安證券研究所 資料來源:億渡數據,平安證券研究所 4.1 海外企業大舉投資并購,大擴規模、廣拓業務,奠定龍頭地位海外企業大舉投資并購,大擴規模、廣拓業務,奠定龍頭地位 國外氣體企業規模大、業務廣,2000 前后幾大跨國巨頭企業大舉投資收購中小區域性氣體廠
158、商,同時構建氣體一體化服務體系,設備制造和氣體生產運輸等多項服務并舉,進一步擴展業務規模,提升市場集中度,強化馬太效應,從而奠定了全球工業氣體行業寡頭壟斷的格局。其中,林德氣體在 2000-2018 年間陸續收購瑞典 AGA、英國 BOC 等,并與美國普萊克斯合并成為最大的工業氣體集團;法國液化空氣在 2007-2020 年間收購了德國 Lurgi 和美國 Airgas 等;空氣化工公司以提供氣體服務起家,拓展氣體設備制造業務,鞏固行業領先地位。林德,28%液化空氣,25%日本酸素,13%空氣化工,11%其他,23%空氣化工,25%林德集團,23%液化空氣,22%日本酸素,16%華特氣體,2%
159、金宏氣體,1.6%南大光電,1.5%雅克科技,1.3%其他,8%請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 38/49 圖表圖表70 海外企業主要產品和海外企業主要產品和發展歷程發展歷程 企業企業名稱名稱 主要產品主要產品 發展歷程發展歷程 林德集團 氧氣、氮氣、氬氣、稀有氣體、碳氧化物、氦氣、氫氣、電子氣體、特種氣體巴氟環丁烷、二氯二氫硅、六氟乙硅烷等 1879 年成立;1917 年一戰期間被征用,后新成立聯合碳化物公司;1992 年林德子公司從聯合碳化物分出,成立普萊克斯上市;1995 年普萊克斯
160、收購 Liquid carbonic,引入二氧化碳產品;2000 年林德收購瑞典 AGA(開拓北歐/南美/美洲中部市場);2004 年普萊克斯收購液化空氣集團德國業務;2006 年林德收購英國BOC,林德集團成立;2012 年林德收購美國 Lincare;2013 年普萊克斯收購美國飲料領先供應商 NuCO2;2016 年林德收購 Yara 國際的歐洲 CO2 業務;2018 年年林德林德與普萊克斯合并,成為全球最大的工業氣體供應商。與普萊克斯合并,成為全球最大的工業氣體供應商。液化空氣 氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、一氧化氮等氣體產品,以及特種氣體、制氣設備、安全裝置等。1902-1913 年,公
161、司成立,在比利時、日本、西班牙和意大利、加拿大、美國建廠。1952-1962 年,提出將低溫氣態物質儲存于低溫罐中的方法,建立低溫研究中心。1985-2000 年,向日本半導體行業提供超高純氣體,推出醫療保健業務,新提供氫氣和蒸汽產品,和中國簽訂大單協議。2007-2015 年,收購德國 Lurgi(帶來氫氣和一氧化碳生產技術),在德法日美各地建造加氫站。2016-2020年,收購美國 Airgas,鞏固美國市場龍頭地位,專注于氣體服務業務,收購Hydrogenics 加拿大電解水制氫公司,啟動世界上最大的膜基電解槽建設??諝饣?主要提供空分、供應氣體、特種氣體以及相關的制氣設備,是全球領先
162、的液化天然氣工藝技術和設備供應商。1940 年成立,產軍用制氧機;20 世紀 50 年代建造噸位級液氧和液氮的工廠,為三熊工廠提供液氫,與巴特利合資成立空氣產品公司進入國際工業氣體市場;60年代收購 Houdry Process 及其子公司,1962 年于紐交所上市,收購美國Escambia Chemical 公司;70 年代收購 Airco 化學品和塑料業務,躋身財富美國 500 強;80 年代通過在全球工業氣體公司持少數股權,進行戰略性全球擴張;90 年代收購意大利 Sapio 公司 49%股份,收購西班牙 Carburos Metlicos和韓國工業氣體公司。21 世紀初,收購中銀 Ga
163、zy 工業氣體業務,成為中歐地區領先工業氣體商。2012 年收購當時南美最大的獨立工業氣體公司 INDURA,2013 年收購 EPCO 公司,2016 年分拆電子材料部門;2020 年后,建立四個世界最大的液化天然氣工藝裝置,并將在佛羅里達州海牛港建世界級工廠。日本酸素 主要提供氧氣、氮氣和氬氣等工業氣體產品和服務,主營現場制備氣體和儲存氣體相關設備業務。日本最大工業氣體制造商,在亞洲、歐洲、北美等地設有 30 多家子公司,業務覆蓋多領域。1910 年成立,1935 年首次實現制氧的空分裝置國產化,1964 年開設第一家周南工廠,1970 年代開啟電子特氣業務,1980-2000 年在美國、
164、日本以及中國臺灣、中國上海各地設立子公司,收購相關企業。2004 年原日本酸素和大陽東洋酸素合并成立大陽日酸,2010 年收購 India Gases51%股權,2012 年收購新加坡燃氣公司 Leeden,2014 年收購美國液化 CO2 和干冰企業 Continental Carbonic Products,三菱化學收購本公司;2016 年收購 Air Liquide 部分美國工業氣體事業、泰國工業氣體分銷商 Taiyo Gases 等;2020 年改為日本酸素股份制公司。資料來源:各公司公告,平安證券研究所 圖表圖表71 海外企業財務海外企業財務表現表現 企業名稱企業名稱 成立成立 時間
165、時間 業務分布業務分布 營收規模營收規模/yoy 歸母凈利潤歸母凈利潤/YOY 毛利率毛利率 Adjusted EPS/PE 公司市值公司市值 林德集團 1879 美國 41.6%,EMEA 25.3%,APAC19.4%333.64 億美元 yoy+8.35%41.47 億美元 yoy+8.39%16.1%EPS=12.29 PE=30.0 1795.7 億美元 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 39/49 液化空氣 1902 美國 37.4%,歐洲39.9%,亞太 19.6%,中東 3.
166、1%氣體相關收入285.73 億歐元yoy+28.32%27.59 億歐元yoy+7.27%總 16.2%;氣體業務 17.7%EPS=5.28 PE=30.4 935.9 億歐元 空氣化工 1940 北美 45%,中國16%,亞洲其余 9%,拉丁美洲 3%,歐洲/中東等 27%126.99 億美元yoy+23.01%22.67 億美元yoy+7.17%18.4%EPS=10.41 PE=26.8 620.4 億美元 日本酸素 1910 日本 34.4%,美國25.9%,歐洲 22.4%,亞洲&大洋洲13.7%,其他 2.6%1138.5 十億日元,yoy+24.1%66.1 十億日元,yoy
167、-2.5%10.5%EPS=157.11 PE=17.9 1221.3 十億日元 資料來源:各公司公告,平安證券研究所,注:日本酸素為原大陽日酸,PE和市值由截至2023年5月16日收盤價計算 4.2 借鑒海外借鑒海外產品多元化、服務產品多元化、服務一體化模式,以差異化競爭實現各特氣國產替代一體化模式,以差異化競爭實現各特氣國產替代 國內氣體行業有望迎來集中度的提升和競爭格局的改善。參考海外經驗,目前國內的華特氣體和杭氧股份已有制氣和設備制造一體化發展的舉措,2023 年 5 月杭氧股份(空分設備龍頭)和盈德控股(工業氣體頭部供應商)公布預計將在 3 年內完成股權整合;國內金宏氣體、凱美特氣等
168、做傳統大宗氣體起家的公司在擴大原有業務產能的同時,積極布局高端特氣產品,優化盈利結構。同時,國內企業在特氣產品研發生產上進行差異化競爭,各企業側重的研發項目各異,金宏、華特、凱美等企業高度重視研發能力,逐年提高研發支出,積極推進先進電子材料生產技術突破,目前已在多項制備及純化工藝上達到了國際領先水平,同時在多類電子特氣產品上完成了自主研發生產,實現了進口替代,未來將向更多品類、更高純度的特氣產品突破。圖表圖表72 國內特氣企業研發費用整體增加趨勢(億元)國內特氣企業研發費用整體增加趨勢(億元)圖表圖表73 國內特氣企業無形資產情況(億元)國內特氣企業無形資產情況(億元)資料來源:iFind,平
169、安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 國內企業大力布局高純特氣研發項目,未來三年有望實現多種電子特氣進口化率的重大突破。國內企業大力布局高純特氣研發項目,未來三年有望實現多種電子特氣進口化率的重大突破。國內以華特、金宏、凱美、南大光電、中船特氣等為代表的企業,已實現了包括高純三氟化氮、高純六氟化鎢、高純四氟化碳、高純六氟乙烷、光刻氣、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純氨、高純一氧化氮、高純三氟甲烷、高純八氟丙烷、鍺烷、高純乙烯、高純甲烷、高純六氟丁二烯、高純磷烷、高純砷烷、電子級正硅酸乙酯等在內的眾多產品的進口替代。同時,在電子級六氟丁二烯的提純工藝,八氟丙烷合成與純化工藝,電子級
170、氧化亞氮、高純三氟化氯、高純一氟甲烷和半導體級四氟化硅等的研發,八氟環丁烷用新型吸附劑的研發,稀混光刻氣的研制,鍺烷純化及鍺烷混合氣分析技術研發,氦氮氬混合氣混配技術開發與研究等多項高新技術上實現了進口替代,部分研發技術達到了國內領先乃至國際領先的水平。0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.020182019202020212022華特氣體金宏氣體凱美特氣和遠氣體南大光電0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.02016201720182019202020212022華特氣體金宏氣體凱美特氣和遠氣體南大光電 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如
171、經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 40/49 圖表圖表74 國內主要特氣生產企業的產品和業務情況國內主要特氣生產企業的產品和業務情況 國內企業國內企業 主要產品主要產品 具體具體情況情況 華特氣體 高純六氟乙烷、高純四氟化碳、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純一氧化氮、高純氨、電子級氮氣/氫氣、硅烷氣、乙硼烷及光刻混合氣等。實現進口替代的產品達 50 余種。2005 年確立以特氣作為研發方向,2011 年以半導體用特氣作為主攻方向,率先實現高純六氟乙烷、高純一氧化氮等特氣量產。金宏氣體 已逐步實現了超純氨、高純氫氣、高純氧化亞氮
172、、高純二氧化碳、電子級氧/氮/氦、混合氣、醫用氣體、碳氟氣體、電子級正硅酸乙酯等的進口替代。是一家從事一體化服務的綜合氣體供應商,空分氣體起家,目前已能夠為客戶提供特種氣體、大宗氣體和天然氣三大類 100 多個氣體品種。中船特氣 特種氣體產品主要有高純三氟化氮、六氟化鎢、四氟化硅、電子級全氟丁二烯、一氟甲烷、八氟環丁烷、高純氯化氫、氟化氫、氘氣,高純稀有氣體、混合氣等。國內電子特氣銷售收入規模最大的企業,承接七八一所業務,是國內最先突破高純含氟特氣的企業,三氟化氮、六氟化鎢的產能排名全球前列。凱美特氣 特種氣體產品主要有高純氪、高純氬、高純氖、混合氣、電子級二氧化碳、高純氫氣/氮氣及混配氣等。
173、主要從事干冰、食品添加劑液體二氧化碳業務,近年來逐步切入高純稀有氣體等特種氣體領域。昊華科技 特氣產品包括六氟化硫、三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢、磷烷、砷烷、高純氦氣、VOCs 標氣、標準混合氣等 公司含氟電子氣體現有產能位列國內前三,旗下的黎明院在六氟化硫領域處于國內領先地位。雅克科技 特氣產品包括六氟化硫、四氟化碳等(2018 年收購成都科美特切入特氣賽道)主要致力于電子半導體材料,深冷復合材料以及塑料助劑材料研發和生產的高新技術企業。南大光電 公司電子特氣板塊主要包括氫類電子特氣產品和含氟電子特氣產品,例如磷烷、砷烷、三氟化氮、六氟化硫等。是一家專業從事先進電子材料研發生產和銷售的高新技
174、術企業,通過設立子公司全椒南大光電材料有限公司,逐步進入了特種氣體領域。杭氧股份 大宗氣包括氧、氮、氬、氖等,特氣包括高純氧、高純氮等 公司主要業務由設備制造、工程及氣體生產組成,空氣分離設備及生產的氣體廣泛用于各業。資料來源:各公司公告,平安證券研究所 圖表圖表75 國內主要特氣生產企業國內主要特氣生產企業財務表現財務表現 企業企業 名稱名稱 成立成立 時間時間 業務分布業務分布 2022 年年營收營收/yoy 2022 年年歸母凈利潤歸母凈利潤/YOY 2022 年年 毛利率毛利率 2022 PE 總總市值市值(億元)(億元)華特氣體 1999 年 國內 74.8%海外 25.2%合計 1
175、8.03 億元;氣體業務15.49 億元;特氣業務12.23 億元,yoy+65.05%2.06 億元 yoy+59.5%總 26.9%;特氣 30.0%43.3 94.8 金宏氣體 1999 年 國內 97.9%海外 2.1%合計 19.67 億元;特氣業務7.44 億元,yoy+12.9%2.29 億元 yoy+37.1%總 36.0%;特氣 41.2%39.8 121.6 凱美特氣 1991 年 國內 100%合計 8.52 億元;特氣業務2.58 億元,yoy+578.9%1.66 億元 yoy+19.2%總 39.8%;特氣 51.9%58.3 72.8 中船特氣 2002 年 境內
176、 81.1%境外 18.9%合 19.56 億元,yoy+12.9%;電子特氣占比約 90%(22H1)3.83 億元 yoy+7.9%總 37.9%;特氣 40.6%59.7 228.9 昊華科技 1999 年 境內 95.9%境外 4.1%合計 90.68 億元;電子氣體業務 7.06,yoy+36.0%11.65 億元 yoy+30.7%總 24.3%;電氣 27.2%33.6 335.5 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 41/49 南大光電 2003 年 內銷 88.4%外銷 11
177、.6%合計 15.81 億元;特氣業務11.95 億元,yoy+63.5%1.87 億元yoy+37.1%總 45.3%;特氣 48.9%84.6 181.1 和遠氣體 2003 年 湖北省內 91.1%其他 8.9%合計 13.22 億元;特氣業務0.98 億元,yoy+58.1%0.75 億元 yoy-16.7%23Q1(23Q1:yoy+18.5%)總 22.1%38.5 40.4 僑源股份 2002 年 川渝地區 73.7%其他 26.3%合計 9.18 億元;氧氣 4.49,氮氣 3.19 億元,氬氣 0.87 億元 1.17 億元 yoy-35.2%(23Q1:yoy+119.5%
178、)總 30.7%氧氣 40.4%氮氣 12.2%84.5 111.5 資料來源:各公司公告,平安證券研究所,注:華特氣體特氣業務中包含了光刻氣、氫化物、氟碳類、碳氧化物及氮氧化物,中船特氣境內外業務占比為22H1數據,股價和市值為截至2023年5月16日數據 4.3 把握把握地地域域和成本和成本優勢,優勢,全國范圍全國范圍廣覆蓋倉儲和銷售網絡廣覆蓋倉儲和銷售網絡,集中化率有望提升,集中化率有望提升 氣體的供應模式主要有大宗供氣、零售供氣。海外氣體巨頭企業的大宗供氣主要用大型現場制氣,在用戶現場投資空分設備直接供氣,或通過管道為一定區域內用戶供氣,合同期較長,通常為 10 年以上,可滿足大型客戶
179、長期需求。目前國內企業供氣仍以零售供氣為主,可分為瓶裝供氣和儲槽供氣,一般儲槽氣為外購,瓶裝氣為自產,瓶裝氣體主要滿足現貨市場需求,適合小批量氣體用戶;液體槽車適用于中等批量需求客戶或用氣需求波動較大、對多種氣體有零碎需求的客戶。電子特氣的需求具有多品種、小批量、高頻次特征,多采用瓶裝氣模式,且因高技術壁壘、高附加值而受運輸半徑長成本高的限制相對?。ǖ珡暮M膺\至國內的半徑過長帶來的高成本和及時性上仍有諸多不便),客戶更關注產品的質量和穩定性,銷售網絡可覆蓋全國乃至海外市場。圖表圖表76 不同供氣模式對比不同供氣模式對比 業務模式業務模式 盈利模式盈利模式 規模規模 半徑半徑 合同期合同期 特點
180、特點 零售供氣 瓶裝氣 根據需要隨時送達客戶端 限于小批量氣體用戶 特種氣體不受運輸半徑限制;大宗氣體覆蓋充氣站半徑約 50km 1-3 年 客戶分布廣泛;高度網絡密集型;看重配送和交付能力 零售供氣 儲槽氣 通過低溫槽車送達客戶端,將低溫液體產品儲存在客戶現場的儲槽中 滿足中等規模 200km 左右 3-5 年 要求客戶關系和配送能力,易受市場影響 現場制氣 在客戶端建造現場制氣裝置通過管網供應氣體 滿足大規模用氣需要-10-20 年 資本密集,服務要求高;技術和客戶關系穩定;盈利能力持續性強,現金流穩定 資料來源:金宏氣體招股說明書,平安證券研究所 外資企業在中國的發展戰略主要定位于現場制
181、氣市場,瓶裝、儲槽氣受限于運輸半徑,有一定的區域特征,要求供應商有較強的供應保障和本地化服務能力,因此國內氣體供應商在中國市場有天然的供貨及時性和運輸成本上的競爭優勢。海外企業向國內供應氣體裝置和原料的運輸周期長、成本高,例如林德集團從美國向上海港船運氣體原料需 1 個月左右,從歐洲向上海港運輸氣體原料需 35 天左右,再由上海港向其在中國的各地工廠運輸原料又需一周左右,但由國內企業自產原料和氣體成品,并向各地輸氣供氣,則極大減少了運輸時間和物流成本,例如華特氣體在半徑 200 公里內均可一日送達。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告
182、尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 42/49 圖表圖表77 林德集團向林德集團向其其位于中國的氣體工廠運輸原料耗時長達位于中國的氣體工廠運輸原料耗時長達 10-50 天天 資料來源:林德氣體官網,平安證券研究所 國內氣體企業以所在地為圓心,制氣和倉儲工廠全面覆蓋華東/華中/華南/華北各地為主,運輸范圍輻射至全國各地;但各企業重點布局區域有異,以此進行空間上的差異化競爭。瓶裝氣和儲槽氣市場在我國出現時間較晚,市場尚未飽和,加之地域性強,因此各區域存在大量中小氣體經銷商,市場集中度仍較低,區域整合空間大。此外,特種氣體進出口受嚴格管制,近年來我國陸續發布一系列鼓勵特氣產品自主研發生產的政策
183、,推動國內企業加快突破高純特氣高進口依賴局面。圖表圖表78 中國特氣企業中國特氣企業在國內在國內工廠和業務布局的地理位置工廠和業務布局的地理位置 資料來源:各公司公告,平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 43/49 五、五、投資建議投資建議 電子特氣行業壁壘高,海外巨頭企業壟斷格局下,高純六氟丁二烯、六氟乙烷、硅烷氣、高純磷烷/砷烷、稀有氣體等產品仍高度依賴進口,國產替代空間廣闊,國內企業把握區域和運輸成本優勢,積極研發突破具高技術壁壘的特氣產品,完善品類布局,擴大產品產能,并
184、致力于提供研發、生產、銷售、裝配、運輸乃至設備制造、方案設計等的一體化服務。建議關注產品品類完善,資金實力強、重視研發能力,布局產品具高壁壘、進口依賴、供不應求特征,且改擴建產能在近兩年內投產確定性較高的國內企業。建議關注華特氣體、金宏氣體、和遠氣體、南大光電。5.1 華特氣體華特氣體:特氣產品種類:特氣產品種類完備完備,光刻氣率先獲海外,光刻氣率先獲海外龍頭龍頭認證認證 公司是國內領先的特氣研發生產商,成立自 1999 年,2005 年確立以特氣作為研發方向,2011 年以半導體用特氣作為主攻方向,率先實現高純六氟乙烷、高純一氧化氮等特氣量產,并逐步實現了高純六氟乙烷、高純三氟甲烷、高純四氟
185、化碳、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純八氟丙烷、八氟環丁烷、稀混光刻氣等 50 余種產品的進口替代,2022 年公司的高純碳氫、高純含硅氣體、高純三氟化氯、高純六氟丙烷等產品研發取得進一步突破,以期打破日韓等國外企業的壟斷,截至22 年在研項目新增至 53 個,公司取得的生產、經營資質覆蓋產品種類超過 100 種。2017 年和 2021 年,公司自主研發的光刻混合氣先后通過了全球最大光刻機制造商 ASML 和 EUV 開發商 GIGAPHOTON的認證,是目前國內唯一一家光刻氣產品同時通過兩大頭部外企認證的公司。2022 年公司為擴大特種氣體產能,擬通過發行可轉債的方式募集資金不超過 6.4
186、6 億元,主要用于建設年產 1764 噸高純特氣項目,建設期 2 年。圖表圖表79 公司主要產品產能公司主要產品產能情況情況 圖表圖表80 2019-2022 年年公司公司分產品分產品營收結構營收結構 在產產品在產產品 量產量產時間時間 現有產能現有產能 噸噸/年年 新建新建項目項目 在建產能在建產能噸噸/年年 高純六氟乙烷 2013 550 高純一氧化碳 180 高純四氟化碳 2014 400 高純一氧化氮 40 光刻氣 2016 3450 高純六氟丙烷及異構體 800 高純氫氣-223.65 電子級 HBr 300 高純碳氧化合物-6413.5 電子級 三氯化硼 300 超高純氫氣 9 超
187、純稀有氣 135 合計 11037.15 1764 資料來源:公司公告,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 2022 年公司營收和歸母凈利潤分別達 18.03 億元和 2.06 億元,同比增長 33.84%和 59.47%,其中光刻及其他混合氣體業務營收近 6 億元,同比增長近 2 倍,占比達 33.2%;氫化物營收近 2.2 億元,yoy+42.8%,占比 12.02%。23Q1 公司實現營收和歸母凈利 3.59 億元和 0.40 億元,同比-6.41%和+2.17%。隨著公司產品結構改善,特氣營收占比提升,公司銷售毛利率自 2021 年以來呈現上升趨勢(從 2021 年的
188、 24.19%升至 23Q1 的30.25%)。9.91%11.63%14.98%33.18%25.90%21.37%19.75%12.21%12.55%13.18%11.27%12.02%12.83%12.52%11.09%10.77%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2019202020212022其他氮氧化合物碳氧化合物氟碳類氫化物普通工業氣體光刻及其他混合氣體 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 44/49 圖表圖表81 公司營收和歸母凈利潤公司營收和歸
189、母凈利潤 圖表圖表82 公司銷售毛利率和凈利率公司銷售毛利率和凈利率 資料來源:iFind,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 5.2 金宏氣體:大宗氣體和特氣雙輪驅動,盈利能力持續提升金宏氣體:大宗氣體和特氣雙輪驅動,盈利能力持續提升 公司成立于 1999 年,起步于液化空分氣體和電解水制氫項目,2010 年電子級超純氨投產后,進軍電子氣體賽道。公司的產品線較廣,既生產超純氨、高純氧化亞氮、正硅酸乙酯、高純二氧化碳、高純氫等特種氣體,又供應應用于半導體行業的電子大宗載氣,以及應用于其他工業領域的大宗氣體和燃氣,旗下品類超100 多個。根據公司 22 年年報披露的產能規模,現
190、有設計年產能超純氨 1.2 萬噸、氫氣 6.18km3、氮氣 3.726 萬噸、氧氣 1.48 萬噸、普通二氧化碳 12 萬噸、高純二氧化碳 1.1 萬噸、天然氣 1 萬噸,以大宗氣體為主;預計 2023 年公司將新增更多電子特氣產品,其中年產能 200 噸全氟丁二烯、100 噸一氟甲烷、500 噸八氟環丁烷、200 噸二氯二氫硅、50 噸六氯乙硅烷的在建項目預期將在 2023 年完工投產,新擴建產品均是國內產能較少、進口依賴度高的品類,該項目的實施有助于我國本土企業打破外企在電子特氣領域的長期壟斷,提升半導體先進材料的自主可控能力。圖表圖表83 公司公司大宗氣體現有和在建大宗氣體現有和在建產
191、能產能(萬噸(萬噸/年年)圖表圖表84 公司電子特氣在建產能(噸公司電子特氣在建產能(噸/年年)資料來源:金宏氣體2022年年報,平安證券研究所 資料來源:金宏氣體2022年年報,平安證券研究所 公司特氣和大宗氣體業務同步發展,產能規模持續擴大,2022 年實現營收 19.67 億元,yoy+12.97%,其中大宗氣體營收7.92 億元,yoy+13.3%,占比 40.26%;特種氣體營收 7.44 億元,yoy+12.90%,占比 37.82%;實現歸母凈利潤 2.29 億元,yoy+37.14%。2018-2022 年公司營收和歸母凈利年復合增速分別達 16.45%和 13.31%。202
192、3 年一季度,公司特種氣體營收占比升至 48.80%(2022 年為 37.82%),大宗氣體占比 41.32%,公司總營收達 5.18 億元,同比增加 16.25%;歸母凈利潤達 0.60 億元,同比高增 55.46%。此外,公司合理把控成本費用,21 年以來銷售毛利率和凈利率均呈逐步回升態勢,截至 23Q1 分別達 38.11%和 12.34%。-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%024681012141618202016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 23Q1營收(左軸,億元)歸母凈利(左軸,億元)YOY-營收(右軸)YOY
193、-歸母凈利(右軸)5.8%6.2%8.3%8.6%10.7%9.6%11.5%11.3%32.8%33.3%32.9%35.4%26.0%24.2%26.9%30.3%0%5%10%15%20%25%30%35%40%2016201720182019202020212022 23Q1銷售凈利率(%)銷售毛利率(%)051015202530354045超純氨氫氣氮氣氧氣氬氣高純CO2普通CO2天然氣現有設計產能在建產能(km3)預計完工時間:2023年2001005002005010100100200300400500600全氟丁二烯一氟甲烷八氟環丁烷二氯二氫硅六氯乙硅烷乙硅烷三甲基硅胺(TSA
194、)在建產能預計完工時間:2023年2024年 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 45/49 圖表圖表85 公司營收和歸母凈利潤公司營收和歸母凈利潤 圖表圖表86 公司公司銷售毛利率和凈利率銷售毛利率和凈利率 資料來源:iFind,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 5.3 和遠氣體:液化空分氣起家,新建電子特氣項目放量在即和遠氣體:液化空分氣起家,新建電子特氣項目放量在即 公司成立于 2003 年,液化空分氣體起家,2006 年涉足管道供氣和現場制氣領域,逐步形成“瓶裝氣體
195、、液態氣體、現場制氣、管道供氣”四大服務于客戶的供氣模式,同時在 2012 年從工業氣體向清潔能源產業拓展。截至目前,公司產品不僅包括氧氣(42萬噸/年)、氮氣(53萬噸/年,在建 18 萬噸預計 23 年 12月完工)、氬氣(8500 噸/年,在建 2 萬噸預計 2023 年 10 月完工)、純氨(20 萬噸/年)、二氧化碳等大宗氣體,氫氣(9440 萬 Nm3/年,產能利用率 19.42%待提升)、液化天然氣等清潔能源,隨著宜昌電子特氣及功能性材料產業園和潛江電子特氣產業園項目的建成投產,公司還將新增電子特氣及電子化學品、硅基功能性新材料等多種產品品類,兩大產業園產能將在 2023 年陸續
196、釋放。圖表圖表87 公司新建電子特氣項目具體情況公司新建電子特氣項目具體情況 項目項目 建設期和投資額建設期和投資額 形成產能形成產能 投產時間投產時間 宜昌電子特氣及功能性材料產業園項目 分兩期建設,一期投資 18億元,建設周期 24 個月;二期投資 30 億元,建設周期 24 個月。2000t/a 三氟化氮、50t/a 六氟丁二烯、500t/a 六氟化鎢、8 萬t/a 光伏級三氯氫硅、1000t/a 半導體級三氯氫硅、300t/a 半導體級二氯二氫硅、1.5 萬 t/a 光導級四氯化硅,500t/a 半導體級四氯化硅、5000t/a 半導體級 TEOS、5 萬 t/a3-氯丙基三乙氧基硅烷
197、、1 萬 t/a3-氯丙基三甲氧基硅烷等電子特氣和功能性硅烷。一期將于2023 年陸續投產 新增電子級硅烷項目 基于宜昌產業園項目進行擴建,建設期 1 年,投資額4883 萬元 主產品電子級硅烷氣 5000 噸/年(原料為宜昌項目的三氯氫硅),副產品電子級乙硅烷 200 噸/年、工業級硅烷 500 噸/年。2023Q2-2024Q2 潛江電子特氣產業園項目 2021.9,項目變更,預算投資額由 2.8 億元增至 3.905億元,建設期 12 個月 純氨 20 萬噸/年(一期液氨已完工達產),包含電子級高純氨年產 2 萬噸,工業氨水 12 萬噸/年;電子級高純氫氣 32000 萬方/年(二期陸續
198、投建中);年存儲充裝壓縮 4773.6 萬方工業氣體 21 年底聯合試車成功,二期投建中 資料來源:和遠氣體公司公告,平安證券研究所 2022 年公司潛江電子特氣項目投產放量,工業氨業務規模大幅增加,同時特氣業務營收占比有所提高,22 年實現總營收13.2 億元,yoy+33.3%,受毛利率下滑和資產減值損失影響,歸母凈利同比下降。2023 年,除了潛江項目高純氨、工業氨和電子級高純氫產品產能釋放外,公司宜昌電子特氣及功能性材料產業園項目也將陸續投產放量,產品結構完善的同時,業務規模也將進一步擴大。23Q1 公司實現營收 4.1億元,同比增加34.0%;實現歸母凈利 0.3 億元,同比增加18
199、.5%。13.0%16.3%37.1%55.5%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%05101520252018201920202021202223Q1營收(左軸,億元)歸母凈利(左軸,億元)營收YOY(右軸)歸母凈利YOY(右軸)12.9%15.8%16.3%9.6%12.2%12.3%44.4%48.6%36.5%30.0%36.0%38.1%0%10%20%30%40%50%60%2018201920202021202223Q1銷售凈利率(%)銷售毛利率(%)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾
200、頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 46/49 圖表圖表88 公司營收和歸母凈利潤公司營收和歸母凈利潤 圖表圖表89 公司公司分產品分產品營收結構營收結構 資料來源:iFind,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 5.4 南大光電:南大光電:國內先進電子材料領先者,持續突破高壁壘國內先進電子材料領先者,持續突破高壁壘特氣特氣產品產品 公司孵化自國家 863 計劃的 MO 源研究課題組,是國內首家 MO 源自主生產商;同時在國家“02-專項”(極大規模集成電路制造裝備及成套工藝項目)的支持下,公司產品不斷向砷烷/磷烷等特種氣體、ALD/CVD 金屬有機前驅體、ArF 光刻膠
201、等擴展,逐步成為國內先進電子材料核心供應商。在電子特氣業務方面,2013 年公司獲國家 02-專項高純特氣項目支持,啟動大規模砷烷/磷烷的研發工作;2016 年成功解決困擾國內 30 年的高壁壘特種氣體產品-高純砷烷/磷烷的研發和產業化問題,目前已成為國內砷烷和磷烷的頭部生產企業;2019 年 8 月收購山東飛源氣體,進軍氟類電子特氣領域(主要是三氟化氮),2022 年底新建成 2000 噸三氟化氮產能。圖表圖表90 公司各產品產能公司各產品產能情況情況(噸(噸/年)年)單位:噸單位:噸/年年 2021A 2022A 2023E 23-26 新增新增 項目項目具體情況具體情況 MO 源(三甲基
202、鎵、三甲基銦等)36.4 64.9 78.4 13.5 根據公司歷年增加的 MO 源產能預計 (2018 年底投資 3.6 億元建設年產 170噸 MO源和高 K 三甲基鋁生產項目)特氣產品:6900 8805 11540 2735 根據公司歷年增加的特氣產能預計 高純磷烷 70 70 140 70 磷/砷烷共投資 1 億元,建設期 1 年,生產期 7 年 高純砷烷 30 30 100 70 (50 噸擴建+20 噸技改)磷烷/砷烷擴建和技改項目擬投資 1 億元,建設期1 年,生產期 7 年 三氟化氮 3000 3800 4800 7200+1000(飛源氣體前次募投項目剩余產能擬放量)202
203、1 年與烏蘭察布當地政府簽署高端氟硅集成電子材料項目協議書,建設期 3 年,總投資額10 億元,預計于 2024 年底達到預訂可使用狀態 六氟化鎢-500 500 六氟乙烷四氟化碳聯產-1000 1000 六氟丁二烯【公司擬用 6000 萬元前次定增募集的剩余資金投建 100 噸/年】-100 總投資額 7500 萬元,總建設期 40 月。2024年建設 30 噸/年中試裝置,打通工藝流程;2025 年技術消化吸收,裝置升級改造,產能擴至50 噸/年;2026 年總產能達 100噸/年。六氟化硫-2600 2600 2600(23E 放量)投資 1255.5 萬元,建設 2600 噸/年六氟化
204、硫技改擴產項目,截至 2022 年底已全面完工 33.3%34.0%-16.7%18.5%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%024681012142016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 23Q1營收(左軸,億元)歸母凈利(左軸,億元)營收YOY(右軸)歸母凈利YOY(右軸)6.7%6.4%6.8%7.8%5.4%6.3%7.4%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201720182019202020212022其他天然氣氦氣氫氣特氣工業氨二氧化碳氬氣氮氣氧氣 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未
205、經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 47/49 半導體先進制程前驅體(硅基&高 K 前驅體)-31.5 45 擬投資 1.1 億元,項目建設期 1 年,第 1 年產能預計達 70%(2023.11.30),第 2年完全達產 光刻膠(ArF 干式光刻膠、ArF 浸沒式光刻膠、配套高純試劑)-25 25 2022 年底結項(建設期 4 年,2019-2022),有兩款產品在客戶 50nm 存儲芯片和 55nm 邏輯芯片上通過認證,一款已達商用水平并實現銷售 資料來源:公司公告,平安證券研究所 隨著公司三氟化氮、六氟化硫和高純磷烷/砷烷擴建
206、和技改項目的陸續投產放量,公司特氣類產品營收占比不斷提高,從2019 年的 51.8%提高至 2022 年的 75.6%,特氣類產品技術壁壘高,具有高毛利率特征,2020-2022 年公司特氣產品毛利率呈現逐年上升趨勢(分別達 43.6%、45.0%、48.9%),23Q1 受下游半導體產業去庫周期影響,毛利率有所下滑,但在費用端有效控制下,公司銷售凈利率仍高升至 23.8%。預期 2024 年半導體產業庫存全面去化,新一輪上行周期開啟,電子特氣需求增加,價格有望重回上升通道,公司特氣業務盈利能力有望提升。圖表圖表91 公司分產品營收結構公司分產品營收結構 圖表圖表92 公司各產品毛利率和銷售
207、凈利率走勢公司各產品毛利率和銷售凈利率走勢 資料來源:iFind,平安證券研究所 資料來源:iFind,平安證券研究所 近年來,隨著公司 MO 源、特氣、半導體前驅體、光刻膠幾大先進電子材料業務的拓展,產能規模的不斷擴大,公司營收和凈利呈現逐年高增長態勢。2022 年,公司實現營收 15.8 億元,同比增加 60.6%;實現歸母凈利潤 1.9 億元,同比增長37.1%。2023 年一季度,受到終端半導體晶圓需求較弱影響,營收 4.0 億元,yoy-3.1%;歸母凈利潤 0.7 億元,yoy-7.1%。圖表圖表93 公司營收和歸母凈利潤公司營收和歸母凈利潤 0.0%20.2%34.9%51.8%
208、72.2%74.3%75.6%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201720182019202020212022其他(%)MO源產品(%)特氣類(%)59.7%62.4%50.0%43.6%45.0%48.9%5.2%20.2%24.3%19.2%18.3%18.6%16.1%23.8%0%10%20%30%40%50%60%70%2016201720182019202020212022 23Q1特氣類毛利率MO源毛利率總毛利率銷售凈利率1.2 1.0 1.8 2.3 3.2 5.9 9.8 15.8 4.0 85.1%65.5%60.6%58.2%37
209、.1%-7.1%-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%0246810121416182015201620172018201920202021202223Q1營收(左軸,億元)歸母凈利(左軸,億元)營收YOY(右軸)歸母凈利YOY(右軸)請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。有色與新材料行業深度報告 48/49 資料來源:iFind,平安證券研究所 六、六、風險提示風險提示 1、終端需求增速不及預期。終端需求增速不及預期。若半導體和顯示面板產業上行周期大幅延后開啟,光
210、伏電池產業需求下行,終端需求大幅不及預期,則電子特氣需求難釋放,市場規模增速有限。2、海外企業大幅擴產海外企業大幅擴產。若海外巨頭企業大幅提高特氣產能規模,以規模和技術優勢擠占中國特氣市場,則可能造成部分特氣產品競爭激增,產能大幅過剩的局面。3、國內國內企業技術難突破企業技術難突破。若海外企業嚴格限制相關技術出口,國內企業在高壁壘高純特氣產品上的研發難以突破,則可能造成國產替代進程受阻延后的情況。平安證券研究所投資評級:平安證券研究所投資評級:股票投資評級:強烈推薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 20%以上)推 薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 10%至 20%之間)中 性
211、(預計 6 個月內,股價表現相對市場表現在10%之間)回 避(預計 6 個月內,股價表現弱于市場表現 10%以上)行業投資評級:強于大市(預計 6 個月內,行業指數表現強于市場表現 5%以上)中 性(預計 6 個月內,行業指數表現相對市場表現在5%之間)弱于大市(預計 6 個月內,行業指數表現弱于市場表現 5%以上)公司聲明及風險提示:負責撰寫此報告的分析師(一人或多人)就本研究報告確認:本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格。平安證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格。本公司研究報告是針對與公司簽署服務協議的簽約客戶的專屬研究產品,為該類客戶進行投資決策時提供輔助和參考,雙方對權
212、利與義務均有嚴格約定。本公司研究報告僅提供給上述特定客戶,并不面向公眾發布。未經書面授權刊載或者轉發的,本公司將采取維權措施追究其侵權責任。證券市場是一個風險無時不在的市場。您在進行證券交易時存在贏利的可能,也存在虧損的風險。請您務必對此有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易。市場有風險,投資需謹慎。免責條款:此報告旨為發給平安證券股份有限公司(以下簡稱“平安證券”)的特定客戶及其他專業人士。未經平安證券事先書面明文批準,不得更改或以任何方式傳送、復印或派發此報告的材料、內容及其復印本予任何其他人。此報告所載資料的來源及觀點的出處皆被平安證券認為可靠,但平安證券不能擔保其準確性或完整性,報告中
213、的信息或所表達觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價,報告內容僅供參考。平安證券不對因使用此報告的材料而引致的損失而負上任何責任,除非法律法規有明確規定??蛻舨⒉荒軆H依靠此報告而取代行使獨立判斷。平安證券可發出其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告。本報告及該等報告反映編寫分析員的不同設想、見解及分析方法。報告所載資料、意見及推測僅反映分析員于發出此報告日期當日的判斷,可隨時更改。此報告所指的證券價格、價值及收入可跌可升。為免生疑問,此報告所載觀點并不代表平安證券的立場。平安證券在法律許可的情況下可能參與此報告所提及的發行商的投資銀行業務或投資其發行的證券。平安證券股份有限公司 2023 版權所有。保留一切權利。平安證券研究所 電話:4008866338 深圳深圳 上海上海 北京北京 深圳市福田區福田街道益田路 5023號平安金融中心 B 座 25 層 上海市陸家嘴環路 1333 號平安金融大廈 26 樓 北京市豐臺區金澤西路 4 號院 1 號樓麗澤平安金融中心 B 座 25 層