【研報】其他化學制品行業深度報告：長風破浪電子特氣國產化崛起正當時-20200811[30頁].pdf

1、 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 行業相關股票行業相關股票 股票股票 股票股票 EPS PE 投資投資 評級評級 代碼代碼 名稱名稱 2019 2020E 2021E 2019 2020E 2021E 上期上期 本期本期 688268.SH 華特氣體華特氣體 0.61 0.79 1.02 142.23 109.94 85.19 - - 688106.SH 金宏氣體金宏氣體 0.49 0.39 0.49 78.26 103.4 81.84 - - 300346.SZ 南大光電南大光電 0.14 0.2 0.23 301.92 207.16 182.39 - - 600378.SH 昊華科

2、技昊華科技 0.59 0.65 0.75 37.45 34.04 29.42 - - 資料來源：德邦研究所（注：以上數據采用 Wind 一致預期） Table_Main 證券研究報告 | 行業深度報告 2020 年 08 月 11 日 其他化學制品其他化學制品 優于大市優于大市（首次首次） 證券分析師證券分析師 雷濤雷濤 資格編號：S0120518060001 郵箱： 聯系人聯系人 市場表現市場表現 資料來源：聚源數據，德邦研究所 相關研究相關研究 行業深度報告行業深度報告 長風破浪，長風破浪，電子特氣電子特氣國產化崛起正當時國產化崛起正當時 Table_Summary 投資要點：投資要點：

3、電子特氣是電子工業的血液，在半導體生產中電子特氣是電子工業的血液，在半導體生產中至關重要至關重要。電子特氣是廣泛應用于 電子工業生產過程中的工業氣體，常用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工 藝，是至關重要的原材料。電子特氣的質量稍有差池，輕則導致半導體產品質量不 過關，重則擴散污染整 sss 條產品線，甚至報廢，造成巨額損失。因此，電子特氣 在電子工業中的作用舉足輕重，是名副其實的“電子工業的血液” 。 電子特氣市場廣闊，電子特氣市場廣闊，增增長長穩定，穩定，中國中國區區的的增速增速為全球的三倍為全球的三倍。過去十幾年，半導 體產業、半導體材料產業、電子特氣產業在全球范圍的年化復合增速均在

4、 5-6%左 右，而中國區的增速則分別超過 20%、10%和 15%，為世界整體增速的 2-4 倍。 我們認為在未來五年內， 全球電子特氣產業將跟隨半導體產業同步穩定發展， 年化 復合增速約為 6%， 到 2024 年市場規模將超過 60 億美元； 而中國對半導體產業鏈 的大手筆投資， 將驅動國內特氣行業的發展繼續領跑全球， 我們預計這一市場規模 將以年化 11%的速度繼續增長， 到 2024 年達到 230 億元， 相比 2018 年接近翻倍。 外資巨頭壟斷外資巨頭壟斷中國電子特氣市場近九成份額中國電子特氣市場近九成份額，國產替代，國產替代初露曙光初露曙光。美國空氣化工、 法液空、新林德、日

5、本大陽日酸四大巨頭總計占據了世界電子特氣市場份額的 94%，我國電子特氣市場份額的 88%，而我國最優秀的特氣公司在國內的市場份 額都沒有超過 3%。經過國家科研院所和龍頭企業數十年的苦心研發，華特氣體、 金宏氣體等國產特氣公司終于率先突破了外資巨頭的技術壟斷， 主力產品達到甚至 超過國際領先水平，并實現了對下游集成電路、面板、光伏廠商的常態供應。外國 氣體公司在華的壟斷局面已經松動，特氣市場將迎來越來越多的中國“芯”勢力。 正視差距，千里之行始于足下；壁壘高企，彎道超車道阻且長。正視差距，千里之行始于足下；壁壘高企，彎道超車道阻且長。盡管國產特氣公 司已經完成了從 0 到 1 的突破，但不可

6、忽視的是，在特氣體系的多樣性、完整性， 以及綜合服務能力等方面，我們與跨國氣體公司仍然存在相當的差距，從 1 到 10 的路可能會更難走。國產特氣公司必須持之以恒地大力投入氣體研發與產能建設， 主動挖掘客戶需求，緊跟產業前沿，并且不斷迭代技術，降本增效；還必須加強科 研型、服務型人才隊伍的建設，提升綜合服務能力；以及借助資本的力量，對當前 尚處于起步階段的中國特氣行業進行整合，方能實現對氣體巨頭的彎道超車。 推薦關注推薦關注國內電子特氣產業的龍頭公司。國內電子特氣產業的龍頭公司。比如國內氟代烷烴龍頭，光刻氣通過 ASML 認證的華特氣體華特氣體；國內超純氨市場占有率超過 50%的金宏氣體金宏氣

7、體；國內磷烷、 砷烷龍頭，南京大學 863 項目孵化的南大光電南大光電；化工部旗下研究院，六氟化硫龍 頭昊華科技昊華科技；以及中船重工 718 所旗下非上市公司，三氟化氮、六氟化鎢龍頭派派 瑞特氣瑞特氣。 風險提示：風險提示：半導體產業投資銳減、晶圓廠投產不及預期、公司產能投放速度不及預 期、客戶認證進度不及預期 -11% 0% 11% 22% 33% 44% 55% 66% 2019-082019-122020-04 其他化學制品滬深300 行業深度報告 2 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 內容目錄內容目錄 1. 電子工業的“血液”電子特氣 . 5 1.1. 品種龐雜、功能

8、多樣，不可或缺的關鍵材料 . 6 1.2. 氣體工業百年，壟斷格局已成 . 7 1.3. 市場廣闊，電子特氣前途光明 . 8 1.4. 騰飛前夜，國產特氣蓄勢待發 . 10 1.5. 國家意志加持，電子特氣國產化提速 . 13 2. 打破巨頭壟斷，特氣行業迎來中國“芯”勢力 . 14 2.1. 四大巨頭壟斷下的特氣市場 . 14 2.2. 占據地利，國內公司卡住“身位” . 15 2.3. 壁壘高企，電子特氣國產化道阻且長 . 15 2.3.1. 技術壁壘 . 15 2.3.2. 客戶認證壁壘 . 16 2.3.3. 服務壁壘 . 16 2.3.4. 資金壁壘 . 17 2.3.5. 資質壁壘

9、 . 17 2.4. 中國氣體勢力崛起，壟斷格局開始松動 . 17 2.5. 他山之石可以攻玉，剖析氣體巨頭成長之路 . 18 3. 國內特氣龍頭公司推薦 . 20 3.1. 華特氣體（688268.SH） ：氟代烷烴龍頭，光刻氣通過 ASML 認證，率先科創板上 市 . 20 3.2. 金宏氣體（688106.SH） ：超純氨龍頭，新三板轉科創板 . 23 3.3. 南大光電（300346.SZ） ：南京大學孵化，磷烷、砷烷龍頭 . 25 3.4. 昊華科技（600378.SH） ：前身化工部旗下研究院，六氟化硫龍頭 . 26 3.5. 派瑞特氣（未上市） ：中船重工旗下 718 所，三氟化

10、氮、六氟化鎢龍頭 . 28 4. 風險提示 . 29 nMtMoOpQtMpNxPpQrNtMnO7NbP8OnPrRpNpPfQoOxPiNqRrQ9PrQoQwMnRnRvPmPxO 行業深度報告 3 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖表目錄圖表目錄 圖 1：工業氣體分類 . 5 圖 2：全球電子特氣下游需求占比 . 6 圖 3：我國電子特氣下游需求占比 . 6 圖 4：電子特氣行業發展歷程 . 8 圖 5：全球半導體產業銷售額 . 9 圖 6：全球半導體材料銷售額 . 9 圖 7：全球半導體材料細分市場（單位：億美元） . 9 圖 8：全球電子特氣市場規模 . 9 圖

11、9：電子特氣在半導體產業中的市場量級和占比 . 10 圖 10：全球晶圓年產能增加量（等效 8 英寸） . 10 圖 11：中國集成電路產業銷售額 . 10 圖 12：中國大陸半導體材料銷售額 . 10 圖 13：2019 年各地區半導體行業銷售額（單位：億美元）. 10 圖 14：2018 年各地區半導體材料銷售額（單位：億美元）. 10 圖 15：中國電子特氣市場規模 . 11 圖 16：2017-2020 年各地區半導體設備投資和晶圓廠項目數量 . 11 圖 17：2018 年世界電子氣體市場份額 . 15 圖 18：2018 年我國電子氣體市場份額 . 15 圖 19：世界工業氣體市場

12、份額變遷 . 20 圖 19：近年華特氣體收入和毛利 . 23 圖 20：近年華特氣體凈利潤 . 23 圖 21：近年金宏氣體收入和毛利 . 25 圖 22：近年金宏氣體特氣業務收入和毛利 . 25 圖 23：近年南大光電整體收入和毛利 . 26 圖 24：近年南大光電特氣業務收入和毛利 . 26 圖 25：近年昊華科技整體收入和毛利 . 28 圖 26：近年昊華科技特氣業務收入和毛利 . 28 表 1：氣體純度分類 . 5 表 2：電子特氣的分類和典型氣體 . 6 表 3：月產 5 萬片的 8 英寸晶圓廠一年的特氣用量（瓶） . 7 行業深度報告 4 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和

13、法律聲明 表 4：中國大陸主要晶圓廠商的產能和遠期規劃 . 11 表 5：我國特氣行業有關政策整理 . 13 表 6：部分國產特氣公司概況 . 18 表 6：國際國內主要的氣體公司對比 . 18 表 7：華特氣體主營業務 . 21 表 8：華特氣體特氣產能、產量及銷量 . 21 表 9：公司科創板募集資金擬投項目 . 21 表 10：華特氣體主力產品參數與同行比較 . 22 表 11：金宏氣體主營業務 . 23 表 12：金宏氣體特氣產能及規劃 . 24 表 13：金宏氣體部分產品市場份額 . 24 表 14：金宏氣體主力產品參數與同行比較 . 24 表 15：南大光電主營業務 . 25 表

14、16：昊華科技特氣業務 . 26 表 17：昊華科技特氣產能、產量及銷量 . 27 表 18：昊華科技特氣產能擴張規劃 . 27 表 19：派瑞特氣現有產能及規劃產能 . 28 行業深度報告 5 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 1. 電子工業的“血液”電子工業的“血液”電子特氣電子特氣 工業中，常溫常壓下呈氣態的產品被人們統稱為工業氣體產品。根據制備方 式和應用領域的不同，工業氣體可分為大宗氣體和特種氣體。大宗氣體主要包括 氧、氮、氬等空分氣體，及乙炔、二氧化碳等合成氣體，特種氣體主要包括電子 氣體、高純氣體和標準氣體。大宗氣體產銷量大，但是對純度要求不高。特種氣 體產銷量雖

15、小，但根據不同的用途，對不同特種氣體的純度或組成、有害雜質允 許的最高含量、產品的包裝貯運等，都有極其嚴格的要求，屬于高技術、高附加 值產品。 圖圖 1：工業氣體分類工業氣體分類 資料來源：金宏氣體招股書，德邦研究所 在半導體在半導體的的生產中，大宗氣體和電子特氣都有應用。生產中，大宗氣體和電子特氣都有應用。大宗氣體主要包括空分 氣體中的氧氣、氮氣，品種少、用量大，對純度要求不高（99.99%左右甚至是普 通純度） ，可用于助燃、防氧化等，供應方式以現場制氣、集中供應為主。電子特 氣主要包括氫化物、氟化物、氟代烷烴、金屬有機化合物等等，是超大規模集成 電路、平面顯示器件、化合物半導體器件、太陽

16、能電池、光纖等電子工業生產不 可缺少的基礎性支撐原材料，被廣泛應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散 等工藝，供應方式以零售分散供應為主。 隨著半導體和微電子工業的迅猛發展，隨著半導體和微電子工業的迅猛發展，業界業界對電子對電子特氣特氣的品種、數量、質量的品種、數量、質量 及純度及純度都都提出了提出了更更高的要求高的要求。一般而言，對電子特氣的純度要求達到了 4.5N、5N 甚至 6N、8N（N 指純度百分比中 9 的個數，小數點后的 5 表示最后一位不滿 9 的小數，4.5N 表示 99.995%，8N 表示 99.999999%） ，同時還要求將金屬元素凈 化到 10-9級至 10-12級

17、。純度每提升一個 N，以及粒子、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和難度的顯著提升。一旦電子特氣的純度或是 凈度不達標，輕則使得產品質量不過關，重則擴散污染整條產品線，甚至報廢， 造成巨額損失。電子特氣在半導體工業中起到舉足輕重的作用，被稱為電子工業電子特氣在半導體工業中起到舉足輕重的作用，被稱為電子工業 的“血液” 。的“血液” 。 表表 1：氣體純度分類氣體純度分類 氣體等級氣體等級 純度要求純度要求 雜質含量雜質含量 應用領域應用領域 普通氣體 3N 100010-6 一般器件 純氣體 4N 10010-6 晶體管和晶閘管等 工業氣體工業氣體 大宗氣體大宗氣體 氧氣氧

18、氣 氮氣氮氣 氬氣氬氣 特種氣體特種氣體 電子特氣電子特氣 氫化物氫化物 氟化物氟化物 碳氟化物碳氟化物 高純氣體高純氣體 高純氧氣高純氧氣 高純氫氣高純氫氣 標準氣體標準氣體 行業深度報告 6 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 高純氣體 5N 1010-6 大規模集成電路和特殊器件等 超高純氣體 6N 110-6 超大規模集成電路和特大規模集成電路 6N 0.110-6 資料來源：公開資料，德邦研究所 1.1. 品種龐雜、功能多樣，不可或缺的關鍵材料品種龐雜、功能多樣，不可或缺的關鍵材料 電子特氣下游的主要應用包括半導體、顯示面板、光伏和電子特氣下游的主要應用包括半導體、顯示

19、面板、光伏和 LED。全球范圍內 來看，半導體行業對電子特氣的需求占到總量的 71%，顯示面板需求占到 18%。 與其余地區相比，我國的晶圓代工產業的發展稍顯滯后，而以京東方為代表的顯 示面板企業則已經初具規模。因此，與全球范圍相比，我國電子特氣的下游應用 比例有所差別，其中半導體行業對電子特氣需求占到國內總需求的 42%，顯示面 板需求占到 37%。 圖圖 2：全球電子特氣下游需求占比全球電子特氣下游需求占比 圖圖 3：我國電子特氣下游需求占比我國電子特氣下游需求占比 資料來源：Linx Consulting，德邦研究所 資料來源：前瞻產業研究院，德邦研究所 在半導體工業中，常用的特種氣體有

20、 100 多種，其中在集成電路制造中的硅 片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等核心工藝環節中，需要的特 種氣體種類超過 50 種。 目前電子特氣并沒有形成國際通行的分類體系，通常根據 氣體的用途對其進行區分，比如外延晶體生長氣、熱氧化氣、外延氣、摻雜氣、 擴散氣、化學氣相沉積氣、噴射氣、離子注人氣、等離子蝕刻氣、載氣/吹洗氣、 光刻氣、退火氣、焊接氣、燒結氣和平衡氣（有的氣體有多種用途）等。 表表 2：電子特氣的分類和典型氣體電子特氣的分類和典型氣體 分類 典型氣體 摻雜氣 AsH3、PH3、GeH4、B2H6、AsCl3、AsF3、H2S、BF3、BCl3、H2Se、SbH3、(C

21、H3)2Te、(CH3)2Cd、(C2H5)2Cd、PCl3、(C2H5)2Te 晶體生長氣 SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、B2H6、BBr3、BCl3、AsH3、PH3、GeH4、TeH2、(CH3)3Al、(CH3)3As、(C2H5)3As、(CH3)2Hg、(CH3)3P、 (C2H5)3P、SnCl4、GeCl4、SbCl5、AlCl3、Ar、He、H2 氣相蝕刻氣 Cl2、HCl、HF、HBr、SF6 等離子蝕刻氣 SiF4、CF4、C3F8、CHF3、C2F6、CClF3、O2、C2ClF5、NF3、SF6、BCl3、CHFCl2、N2、Ar、He 離子束蝕

22、刻氣 C3F8、CHF3、CClF3、CF4 離子注入氣 AsF3、PF3、PH3、BF3、BCl3、SiF4、SF6、N2、H2 化學氣相沉積氣 SiH4、SiH2Cl2、SiCl4、NH3、NO、O2 平衡氣（稀釋氣） N2、Ar、He、H2、CO2、N2O、O2 外延氣 SiH4、SiH2Cl2、SiCl4、Si2H6、HCl、PH3、AsH3、B2H6、N2、Ar、He、H2 資料來源：中國知網，德邦研究所 盡管半導體生產中要用的特種氣體品種繁多， 但單種氣體的用量并不是太大。盡管半導體生產中要用的特種氣體品種繁多， 但單種氣體的用量并不是太大。 根據統計， 一個月產量 5 萬片的 8

23、 英寸晶圓廠一年要用的電子特氣數量有 56 種， 金額約為 5000 萬元。 具體到個別品種， 以下表中用量最大的三氟化氮氣體為例， 一年用量為 628 瓶，常用的規格一瓶為 50Kg，一年大約消耗 31.4 噸，按某上市 公司出廠價 15 萬元/噸左右計，折合金額 471 萬元。 光伏, 3%化合物半導 體/LED, 8% 半導體, 71% 顯示面板, 18% 光伏, 13% 化合物半導 體/LED, 8% 半導體, 42% 顯示面板, 37% 行業深度報告 7 / 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 表表 3：月產月產 5 萬片的萬片的 8 英寸晶圓廠一年的特氣用量（瓶）英寸晶圓

24、廠一年的特氣用量（瓶） 氣體 用量 氣體 用量 氣體 用量 氣體 用量 NF3 628 CF4 62 C4F8 24 Ar+O2 1% 5 C2F6 551 BF3(3.4L) 59 ClF3(40kg) 18 Xe (30L) 4 SiH4(12kg) 458 WF6 51 SDS3 BF3(330g) 15 ND3 (2N 29.5L) 4 NH3 263 BF3(1L) 51 Xe 14 CH3F GAS 4 N2 258 Cl2 43 Ar(3.4L) 13 PH3 SAGE, B49/4.711kg 3 HCl(47L) 251 4%N2/H2 42 Kr+F2+Ne 12 50pp

25、m PH3/H2 3 He+SiH4 20% 198 BCl3 36 20ppm B2H6/H2 (5N) 12 He(10L, 5N, Purge Gas) 2 N2O 180 SiHCl3(TCS,41kg) 35 10% CH4+Ar 9 CH2F2 2 N2+SiH4 20% 147 HBr 32 PH3 8 C5F8 2 He 81 N2(6N) 31 AsH3 8 SiF4(SDS) 1 CO2(30kg) 77 SiH2Cl2 30 Ar(1L) 8 300ppm B2H6/H2(9.81 MPa) 1 1.25%Kr+Ne 73 C3F8 30 CO2(10L) 8 1.5%

26、GeH4/H2 1 SF6 66 He+PH3 1% 25 C4F6 GAS 5 1% CH3SiH3/H2 1 CO 66 CHF3 25 AsH3 SDS3 5N5 2.5L 5 1% AsH3/H2 (11.8 MPa) 1 資料來源：華特氣體銷售部宣傳材料，德邦研究所 也正是由于電子特氣多品種、小批量、高頻次的特點，使得下游半導體產業 的客戶希望氣體供應商能夠覆蓋更多類別的產品， 并且提供包裝容器處理、 檢測、 維修及供氣系統的設計、安裝等專業化的配套服務，從而滿足其一站式的用氣需 求，這對氣體公司的綜合服務能力提出了較高的要求。因此，為了滿足客戶的需 求，氣體公司不僅需要內生性地提升

27、產能和產品質量，還需要通過不斷地研發新 品種的特氣，或者通過外延并購其余氣體公司拓展產品線。 1.2. 氣體工業百年，壟斷格局已成氣體工業百年，壟斷格局已成 工業氣體行業起源于1886年的英國， Brins兄弟建立了BOC （英國氧氣公司） ， 起初氣體行業的主要產品包括氧氣、氫氣、一氧化碳、氮氣等等重要的大宗工業 原料，對純度要求并不高。 20 世紀 60 年代，隨著電子工業等高新技術的發展，出現了電子氣體及其它 特殊用途的高純氣和混合氣， 統稱為特種氣體。 由于特種氣體是當時的新興行業， 涉及的氣體品種繁多，應用范圍又很廣，各國對特種氣體沒有形成統一的定義和 分類。 到 20 世紀 80

28、年代，經過十多年的發展，全球各主要氣體公司都相繼成立了 特種氣體部，或設立專門生產和供應各種高純氣體及混合氣體的類似機構，高純 氣體的種類擴展到 130 多種，半導體產業中， 高純氨、氯化氫、 二氧化碳、硅烷、 乙硼烷、硒烷、磷烷、砷烷等氣體得到廣泛的應用。到 80 年代末，高純氣體的種 類膨脹到 260 多種。這一時代業界對氣體的純度要求達到 4.5-5N。彼時，我國的 電子氣體工業發展還不完善，研究多是對國外技術的跟蹤與翻譯，特種氣體品種 和純度上大約落后于國外先進技術 10 年左右。國家通過“六五” 、 “七五”計劃針 對高純烷類氣體、蝕刻氣、三氟化氮等特種氣體展開技術攻關，實現部分品種的 初步自主供應。 20 世紀 90 年代，業界對氣體的純度要求進一步提高到 6N 甚至 8N，國外的 大型氣體公司逐步建立了具有自己特色的、 分工明確和門類齊全的氣體控制體系。 盡管我國的氣體工業也有了長足的發展，但在氣體純度、混配、貯運、分析、凈 化和應用上，與國外仍然有著 10 年左右的技術代差。據統計，截止到 1997 年， 已經有 7 家國外大型氣體公司在我國近三十個城市建廠。國內以光明院