液氮多少錢一噸（半導體材料專題報告）

獲取報告請登錄未來智庫www.vzkoo.com。1.電子氣體是半導體制造的“血液”1.1.集成電路是電子氣體主要應用領域近年來，隨著電子工業的快速發展，電子氣體在半導體行業中的地位日益凸顯。廣義的“電子氣體”指電子工業生產中使用的氣體，是

獲取報告請登錄未來智庫www.vzkoo.com。

1. 電子氣體是半導體制造的“血液”

1.1. 集成電路是電子氣體主要應用領域

近年來，隨著電子工業的快速發展，電子氣體在半導體行業中的地位日益凸 顯。廣義的“電子氣體”指電子工業生 產中使用的氣體，是最重要原材料之一， 狹義的“電子氣體”特指電子半導體行業用的特種氣體。《戰略性新興產業分 類 （2018）》在電子專用材料制造的重點產品部分將電子氣體分為了電子特種氣體和電子大宗氣體。電子特氣是集成 電路、平板顯示、發光二極管、太陽能電池等半導體行業生產制造過程中不可或缺的關鍵性化工材料，被廣泛的應用 于清洗、刻蝕、成膜、摻雜等工藝。在半導體工藝中，從芯片生長到最后器件的封裝，幾乎每一步、每 一個環節都離 不開電子特氣，因此電子氣體被稱為半導體材料的“糧食”和“源”。

平面顯示行業；電子氣體主要以硅烷等硅族氣體、PH3 等摻雜氣體和 SF6 等蝕刻氣體為主。在薄膜工序中，通過 化學氣相沉積在玻璃基板上沉積 SiO2、SiNx 等薄膜，使用的特種氣體有 SiH4、PH3、NH3、NF3 等。在干法刻蝕工 藝中,在等離子氣態氛圍中選擇性腐蝕基材。通常采用 SF6、HCl、Cl2 等氣體。

太陽能電池行業；在晶體硅電池片生產中，擴散工藝用到 POCl3 和 O2，減反射層等離子體增強化學氣相沉積 （PECVD）工藝用到 SiH4、NH3，刻蝕工藝用到 CF4。薄膜太陽能電池則在沉積透明導電膜工序中用到二乙基鋅 （DEZn）、 B2H6，在非晶/微晶硅沉積工序中用到硅烷等。

集成電路制造行業；與平面先是行業類似，通常應用在 CVD，刻蝕等制造環節中，但是由于集成電路制造和平面 顯示的要求不同，復雜度不同，所以集成電路制造中需要的電子氣體純度更高，種類更多。

集成電路領域是電子氣體的主要應用領域。根據前瞻產業研究院的數據，我國特種氣體的銷售額中，電子行業約 占 41%，石油化工約占 39%，醫療環保約占 10%，其他領域約占 10%。在單純電子氣體領域，集成電路領域占比為 42%，是最大的電子氣體消耗領域。其次是顯示面板領域，占比約為 37%。最后是太陽能領域和 LED 領域，分別占比 為 13%和 8%。

在集成電路產業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）、 氧氣（O2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）、氫氣（H2）等純凈氣體為主。大宗氣體在半導體制造中主要有兩種功能，一種 是作為反應氣體參與到化學反應中，比如氫氣，氧氣等等。另外一種是作為保護氣體使用的惰性氣體，經常用在高溫 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，氬氣，氦氣等等。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氣體。比如硅烷（SiH4）、磷化三氫（PH3）、一氧化二氮（N2O）、氨氣（NH3），四氟甲烷 （CF4）等等，這些氣體主要是參與到芯片制造過程中的一些物質生成等等。比如利用硅烷反應成成二氧化硅介質， 利用四氟甲烷主要在干法刻蝕中，與被刻蝕物發生反應，從而達到刻蝕的目的。

電子特種氣體廣泛用于集成電路、顯示面板、光伏能源、新能源汽車等領域，近年來下游產業技術快速更迭。特 別是在集成電路制造領域，隨著制程節點的不斷減小，從 28nm 制程到 7nm 制程。在晶圓尺寸方面，從 8 寸晶圓到 12 寸晶圓。特種氣體作為集成電路制造的關鍵材料，伴隨著下游產業技術的快速迭代，特種氣體的精細化程度持續提高， 特別是在純度和精度方面，對特氣的要求持續提高。比如在純度方面，普通工業氣體要求在 99.99%左右，但是在先進 制程的集成電路制造過程中，氣體純度要求在 6N（99.9999%）以上。

1.2. 電子氣體是電子制造的“血液”

電子特種氣體在集成電路制造中應用廣泛，涉及到多個制造環節。大宗氣體中的惰性氣體主要用作保護氣。氫氣 和氧氣作為還原氣體和氧化氣體與其他物質發生化學反應。在離子注入工藝中，用到氫化物氣體作為磷源，硼源和砷 源，形成 P 型和 N 型區域。在刻蝕工藝中，需要用氟化物氣體作為刻蝕氣體。在 CVD 工藝中，需要用硅烷和氯氣等 等。在光刻過程中需要光刻氣，Kr/Ne/Ar 等混合氣體作為光刻機的光源氣體，另外，在清洗，氧化爐，退火等等制造 過程也需要不同電子氣體。

電子特種氣體決定了集成電路的最終良率和可靠性。由于電子氣體用途多，用量大。所以電子氣體也直接決定了 最終芯片的良率和可靠性，比如離子注入氣體的氫化物氣體濃度沒有達到要求，那么在離子注入時，硅片的 PN 結濃 度就會和理想值相差較遠，造成電性偏移。如果光刻氣的配比出現偏差，將直接造成光刻機光源的波長發生變化，最 終導致光刻線寬出現偏移。如果 CVD 氣體含有部分雜質，在薄膜沉積后，在絕緣層上會出現導電離子，造成短路現 象。所以電子氣體直接影響芯片的最終質量。

正是因為電子氣體在集成電路制造中的使用量大，應用范圍廣的特點。所以電子氣體直接決定了芯片制造的良率 與可靠性等等。所以電子氣體也被譽為集成電路制造中的“血液”。

1.2.1. 刻蝕電子氣體

刻蝕過程需要電子氣體與被刻蝕物發生化學反應。刻蝕過程需要用到大量的氟碳類氣體，比如六氟乙烷，四氟化 碳，三氟甲烷，八氟環丁烷，八氟丁烷等等。刻蝕氣體與被刻蝕物發生化學反應，導致被刻蝕物消除。在晶圓制造的 刻蝕工藝中，特別是在干法刻蝕工藝中，為了得到定向刻蝕的目的，必須要利用電子特種氣體在電離條件下形成等離 子體，等離子體通過與被刻蝕物質產生化學反應或物理反應，除去被刻蝕的一部分。在不同的刻蝕目標中也會使用不 同的電子氣體來發生反應。

比如在刻蝕 Si 的過程中，一般使用氟基氣體，比如 CF4。先將 CF4 在電場作用下產生電離，將 CF4 氣體變成等 離子體，然后通過定向加速，與已經光刻顯影好的晶圓發生反應。在存在光刻膠區域，等離子刻蝕氣體不會與硅界面 發生反應。但是在沒有光刻膠的部分，當 CF4 與硅界面接觸時，會發生化學反應生成 SiF4 和 CO2，兩者都是以氣體 形態存在，所以發生反應后立即揮發掉。所以刻蝕完畢之后就會在原來的硅體上留下被刻蝕部分的界面。

由于刻蝕氣體是與被刻蝕物產生的化學反應。所以對于刻蝕氣體的選擇比要求較高。比如在刻蝕介質層，如二氧 化硅的過程中，往往是二氧化硅和硅是層疊關系，所以在刻蝕介質二氧化硅時，就必須選擇一種高純度氣體只能和二 氧化硅反應，卻不能和硅發生反應。通常選用 CHF3 和惰性氣體混合的形式刻蝕 SiO2。然后通過控制功率和流速的方 式控制刻蝕速率。

1.2.2. 化學沉積氣體

化學氣相沉積（CVD）過程中的電子氣體用來生成沉積薄膜；CVD 是利用真空狀態下，多種氣體混合并發生化學 反應最終將反應物沉積成膜的過程。不同的沉積薄膜需要不同的電子氣體，在 SiO2 的沉積中，會使用到硅烷，原硅 酸四乙酯（TEOS）等等氣體。在氮化物沉積層中，使用氨氣（NH3），硅烷，SiCl2H2，在鎢沉積中使用 WF6，硅烷， 而 TiN 薄膜制備中需要 TiCl4 和氨氣等等

化學氣相沉淀的反應物大部分都是以氣體形態存在。比如在二氧化硅介質（SiO2）和氮化硅（Si3N4）介質的生 成過程中，常用的是 CVD 方法生成該層薄膜，輔助氣體分別是高純氧氣，一氧化二氮，和氨氣。在反應的過程中， 將反應氣體按照特定比例混合在一起，然后通到反應腔中，再往反應腔通入輔助氣體，在特定壓力和溫度下，會發生 化學反應，SiH4+O2->SiO2+2H2 生成 SiO2，3SiH2Cl2+4NH3->Si3N4+6HCl+6H2 生成 Si3N4。然后生成的目標介質沉 積到下面的晶圓上，形成介質膜。由于晶圓制造過程中所涉及到的沉積薄膜種類較多，每層要求不同，所以 CVD 需 要的電子氣體種類是最多的。

1.2.3. 離子注入氣體

離子注入氣體是在作為參雜氣體注入到晶圓表面。集成電路的最微觀結構是由 PN 結構成的，分別為 P 型區和 N 型區。而形成 P 型區和 N 型區的主要制造步驟就是離子注入。在 P 型區，主要離子注入元素為硼（B），銦（In）。氣 體主要為三氟化硼（BF3），乙硼烷（B2H6），磷化銦（InP）等等。在 N 型區，主要離子注入元素為砷（As），磷（P） 等等。氣體主要為砷化氫（AsH3），磷化氫（PH3）等等。

離子注入的方法是在真空中，將氣體電離并加速，然后通過較大動能，直接進入到硅半導體中。但是由于這樣的 轟擊是純粹的物理撞擊，所以很容易引起硅晶格產生缺陷。為了解決硅晶格缺陷問題，往往在離子注入過后進行，退 火過程，來修復缺陷。在退火過程中，也需要惰性氣體進行保護。部分離子注入氣體具有很強的毒性，比如 AsH3 等 氣體，所以在制造和使用過程中具有很強的壁壘。

1.2.4. 外延沉積氣體

外延沉積氣體是在硅晶圓表面生成外延層；外延層生長一般具有以下幾種特性，低（高）阻襯底上外延生長高（低） 阻外延層，P（N）型襯底上外延生長 N（P）型外延層，與掩膜技術結合，在指定的區域進行選擇外延生長，外延生 長過程中根據需要改變摻雜的種類及濃度。正是由于這些優點的存在，所以在一些制程中使用外延層來代替原有硅襯 底。起到提高芯片性能的目的。在化合物半導體中，用外延層技術生長如 GaAs 等異質結構層。

與 CVD 類似，外延沉積也是通過多種氣體化學反應的方式，將反應生成物沉積到晶圓表面的過程。由于硅外延 層一般沉積硅原子層，所以所用到的氣體種類與 CVD 相比會相對較少。常常用到四氯化硅（SiCl4），二氯二氫硅 （SiH2Cl2），三氯氫硅（SiHCl3）作為硅源發生化學反應后生成硅，最后沉積到晶圓表面。新生成的外延層硅與晶圓 襯底硅，雖然元素相同，但是在電阻率，參雜濃度等方面，外延層是可控的，所以在一些制程中，要使用外延層作為 芯片制造區域。在 GaN，GaAs 和 SiC 等化合物半導體中，會沉積 GaN，GaAs 和 SiC 薄膜層。會使用 TMGa，NH3， AsH4，CH3SiCl3，H2 等氣體作為外延沉積氣體。

1.2.5. 光刻鐳射氣體

光刻過程是半導體制造中最重要的過程，光刻直接決定了芯片線寬與可靠性。其中光刻用電子氣體（鐳射氣體） 是用來產生光刻機光源的電子氣體。光刻氣大多為混合氣，用不同比例的不同氣體混合在一起的電子氣體混合物。光 刻氣根據光刻光源波長的不同而不同。常見光刻氣包含 Ar/F/Ne 混合氣，、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混 合氣，Ar/Xe/Ne 混合氣等等。光刻氣大部分為稀有氣體，或稀有氣體和氟的混合物，這種混合氣體在高壓受激發后， 就會形成等離子體，在這個過程中，由于電子躍遷，會產生固定波長的光線。光線的波長與混合器的比例，電壓高低 直接相關。激發出來的光線經過聚合，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。

1.2.6. 惰性保護氣體

惰性保護氣體不是嚴格意義上的化學惰性氣體，元素周期表中的惰性氣體特指氖氣，氬氣等等稀有氣體。但是由 于稀有氣體價格較貴，保護氣體用量又很大，所以通常用氮氣（N2）來代替稀有氣體作為半導體制造中的保護氣體。 惰性保護氣體按照用途可以分為三類，保護作用，清洗作用和載氣作用。這三個作用都是利用氮氣較穩定，不易與其 他物質發生反應。比如保護作用，在晶圓制造中，兩個制造步驟之間的等待時間，需要用氮氣保護晶圓。在清洗作用 中，在酸堿處理完畢后，需要清洗晶圓上遺留的雜質，這時候需要用超純水和氮氣對晶圓進行沖洗。所以晶圓廠保護 氣體主要以氮氣為主。

2. 半導體材料市場空間廣泛

2.1. 中國半導體材料市場穩步增長

中國半導體材料市場穩步增長。2018 年全球半導體材料銷售額達到 519.4 億美元，同比增長 10.7%。其中中國銷 售額為 84.4 億美元。與全球市場不同的是，中國半導體材料銷售額從 2010 年開始都是正增長，2016 年至 2018 年連續 3 年超過 10%的增速增長。而全球半導體材料市場受周期性影響較大，特別是中國臺灣，韓國兩地波動較大。北美和 歐洲市場幾乎處于零增長狀態。而日本的半導體材料長期處于負增長狀態。全球范圍看，只有中國大陸半導體材料市 場處于長期增長窗臺。中國半導體材料市場與全球市場形成鮮明對比。

全球半導體材料逐步向中國大陸市場轉移。從各個國家和地區的銷售占比來看，2018 年排名前三位的三個國家或 地區占比達到 55%，區域集中效應顯現。其中，中國臺灣約占全球晶圓的 23%的產能，是全球產能最大的地區，半導 體材料銷售額為 114 億美元，全球占比為 22%，位列第一，并且連續九年成為全球最大半導體材料消費地區。韓國約 占全球晶圓的 20%的產能，半導體材料銷售額為 87.2 億美元，占比為 17%，位列第二名。中國大陸約占全球 13%的產 能，半導體材料銷售額為 84.4 億美元，約占全球的 16%，位列第三名。但是長期來看，中國大陸半導體材料市場占比 逐年增加，從 2007 年的占比 7.5%，到 2018 年占比為 16.2%。全球半導體材料逐步向中國大陸市場轉移。

2.2. 電子氣體是半導體制造材料的第二大耗材

半導體制造材料占比逐年增加。半導體材料可分為封裝材料和制造材料（包含硅片和各種化學品等等）。從長期 看，半導體制造材料和封裝材料處于同趨勢狀態。但是從 2011 年之后，隨著先進制程的不斷發展，半導體制造材料的 消耗量逐漸增加，制造材料和封裝材料的差距逐漸增加。2018 年，制造材料銷售額為 322 億美元，封裝材料銷售額為 197 億美元，制造材料約為封裝材料的 1.6 倍。

氣體是晶圓制造中第二大耗材。根據 2018 年銷售數據，制造材料中，硅晶圓作為半導體的原材料，占比最大， 達到 37%，銷售額為 121 億美元。電子氣體由于在制造過程中使用的步驟較多，所以消耗量遠遠高于其他材料，占比 為 13%，銷售額達到 43 億美元。氣體（包含高純和混合氣體）是晶圓制造中最常用的制造材料，做為半導體材料中 的核心原料，消耗金額是除硅晶圓之外的第一大材料。常常使用在光刻，刻蝕，CVD/PVD 等等步驟。特別是在集成 電路制造環節，高純大宗氣體如 N2、H2、O2、Ar、He 等，常常使用在高溫熱退火，保護氣體，清洗氣體等等環節。 高純電子特種氣體在制造環節使用較多，也是常說的電子氣體，比如離子注進、氣相沉積、洗滌、遮掩膜形成過程中 使用到一些化學氣體，常見的有 SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2 等，在 IC 生產環節中，使用的電子氣體有差不多有 100 多種， 核心工段常見的在 40-50 種左右。

隨著半導體集成電路技術的發展，對電子氣體的純度和質量也提出了越來越高的要求。電子氣體的純度每提升一 個數量級，對下游集成電路行業都會產生巨大影響。2014 年國家發布了《國家集成電路產業發展推進綱要》并設立了 集成 電路產業投資基金，根據規劃，我國集成電路銷售額年均增速將保持在 20%左右， 預計 2020 年將達到 8,700 億 元。若半導體用電子氣體保持同樣穩定的增速，國內半導體用電子氣體市場將在 2020 年翻番。

2.3. 政策引導，半導體材料將重點發展

自中美貿易摩擦以來，中國大陸大力發展半導體，集成電路產業，并成立大基金投資半導體相關公司。同時，國 家出臺相關政策，積極刺激半導體產業發展。先后頒布了《國家集成電路產業發展推進綱要》、《集成電路產業“十三五” 發展規劃》等政策。各地方政府為培育增長新動能，積極搶抓集成電路新一輪發展機遇，促進地區集成電路產業實現 跨越式發展，也不斷出臺相關政策支持集成電路產業的發展。

國家政策密集頒布：2014 年工業和信息部、發展改革委、科技部、財政部等多部門聯合發布的《國家集成電路產 業發展推進綱要》中，明確了我國集成電路的發展目標；在 2015 年發布的《中國制造 2025》中提出中國芯片自給率 要在 2020 年達到 40%，2025 年達到 70%；在 2018 年政府工作報告中，更是明確提出要推動集成電路產業的發展。

地方推進政策落地；全國多地在政府工作報告中紛紛提及集成電路產業，可見集成電路產業將成為近期地方政府 工作重點。具體措施主要包括：加快重大項目落地與建設，集中力量實現現有項目突破，完善相關產業平臺、產業基 金等。地方政府扶持首先有利于重點集成電路項目開展，其次有利于各地方集成電路企業經營。

半導體材料領域投資較少；雖然在半導體集成電路領域投資較多，但是在基礎科學，特別是在半導體材料領域投 資較少，再加上國內半導體材料大多集中于面板制造材料，在要求更高的半導體制造材料領域研究較少。所以相對于 集成電路設計，制造和封測產業，中國大陸半導體材料領域底子薄，發展慢。

半導體材料迎來重大利好；2020 年 3 月 3 日，國家科技部等五部委發布《加強“從 0 到 1”基礎研究工作方案》。方 案指出國家科技計劃突出支持關鍵核心技術中的重大科學問題。面向國家重大需求，對關鍵核心技術中的重大科學問 題給予長期支持。重點支持人工智能、網絡協同制造、3D 打印和激光制造、重點基礎材料，先進電子材料、結構與 功能材料、制造技術與關鍵部件、集成電路和微波器件，高端醫療器械、重大科學儀器設備等重大領域，推動關鍵核 心技術突破。

2.4. 中國電子氣體市場空間巨大

2.4.1. 中國大陸晶圓廠產能持續擴張

全球晶圓產能將迎來爆發式增長。根據 IC Insight 統計，由于 2019 年上半年，中美貿易戰的不確定性，全球各大 晶圓廠都推遲了產能增加計劃，但是并沒有取消。隨著 2019 年下半年中美貿易的復蘇和 5G 市場的爆發，2019 年全年 全球晶圓產能還是維持了 720 萬片的增加。但是隨著 5G 市場的換機潮來領，全球晶圓產能將在 2020 年至 2022 年迎 來增加高峰期，三年增加量分別為 1790 萬片，2080 萬片和 1440 萬片，在 2021 年將創下歷史新高。這些晶圓產能將 會在韓國（三星，海力士），中國臺灣（臺積電）和中國大陸（長江存儲，長鑫存儲，中芯國際，華虹半導體等等）。 其中中國大陸將占產能增加量的 50%。

中國大陸晶圓廠建設將迎來高速增長期。從 2016 年開始，中國大陸開始積極投資建設晶圓廠，陸續掀起建廠熱 潮，根據 SEMI 預測，2017-2020 年全球將建成投產 62 座晶圓廠，其中中國有 26 座，占總數的 42%。2018 年建造數 量為 13 座，占到了擴產的 50%。擴產的結果勢必導致晶圓廠的資本支出和設備支出的增加。據 SEMI 預計，到 2020 年，中國大陸晶圓廠裝機產能達到每月 400 萬片 8 寸等效晶圓，與 2015 年的 230 萬相比，年復合增長率為 12%，增 長速度遠遠高過其他地區。同時，國家大基金也對半導體制造業大力投入，在大基金一期投資中，其中制造業占比高 達 67%，遠遠高于設計業和封測業。

截至到 2019 年底，中國仍有 9 座 8 寸晶圓廠和 10 座 12 寸晶圓廠處于在建或者規劃狀態。另外，由于目前中國大 多數 12 寸晶圓廠處于試量產或者小批量量產狀態，處于產能底部。在得到客戶的產品驗證和市場驗證之后，將會迎來 產能爬坡階段，將會對上游原材料出現巨大需求。

2.4.2. 產能擴張推動氣體市場規模增長

中國大陸電子氣體市場規模占比不斷提升。據前瞻產業研究院的數據，中國電子特氣的市場規模在不斷增加，從 2014 年的 13.40 億美元增長到了 2018 年的 20.04 億美元，占全球的比重從 38.5%提升到 44.4%。未來隨著產能的不斷 提升，比重也會隨之增加。

2020 年~2022 年是中國大陸晶圓廠投產高峰期，以長江存儲，長鑫存儲等新星晶圓廠和以中芯國際，華虹為代表 的老牌晶圓廠正處于產能擴張期，未來 3 年將迎來密集投產。以 12 寸等效產能計算，2019 年中國的大陸產能為 105 萬片/月，我們預計至 2022 年大陸晶圓廠產能增至 201 萬片/月。據國內晶圓廠的建設速度和規劃，預計 2022 年國內 電子氣體市場是 2019 年的兩倍，電子氣體市場迎來高速發展期。根據 2019 年的 20 億美元的市場空間，預計 2022 年， 中國大陸電子氣體市場空間將會接近 40 億美元，將會接近 300 億元大關。

3. 電子氣體制備壁壘高

3.1. 技術壁壘

3.1.1. 氣體純度壁壘

特種氣體制造工藝復雜；特種氣體的主要生產流程包括氣體合成，氣體純化，氣體混配和氣瓶處理。氣體合成是 指將原料氣體在特定壓力，溫度和催化劑的條件下，發生化學反應，生成目標氣體，此時的目標氣體是氣體粗產品， 純度不能達到下游要求，所以不能直接使用。得到氣體粗產品之后，再將粗產品進行純化，得到高純氣體。主要純化 的方式就是通過精餾，吸附等方式將粗產品精制成更高純度的產品，氣體混配是將兩種或兩種以上有效組分氣體按照 特定比例混合，得到多組分布的混合氣體。氣瓶處理是根據載氣性質及需求的不同對氣瓶內部、內壁表面及外觀進行 處理的過程，以保證氣體存儲、運輸過程中產品的穩定。

特種氣體純化是氣體制造的主要技術壁壘。在普通工業領域中，對于特種氣體的純度要求在 99.99%以內。但是在 電子級，特別是在半導體芯片制造領域，由于芯片制造技術已經發展到納米級別，所以氣體純度也必須在 ppt 級別以 上。氣體中的雜質含量過多，就會嚴重影響芯片良率和可靠性。電子氣體的純度要求也越來越高，經常需要 6N 級 (99.9999%)甚至更高的純度，并且對電子氣體質量的穩定性要求也越來越苛刻。10 納米以下的先進制程對于雜質過濾 的要求也越來越高，晶圓廠生產環境純凈度必得再度提升，才能確保半導體晶圓不受污染，提升生產良率。從 28 納米 走到 7 納米，產品的金屬雜質要求須下降 100 倍，污染粒子的體積也必須要縮小 4 倍，而隨著制程走到 10 納米以下， 對于潔凈度要求只會愈來愈嚴格，例如 28 納米晶圓可能可以有 10 個污染粒子，但 7 納米晶圓上只能有 1 個。采用先 進制程的晶圓，其薄膜層非常薄，對氧氣十分敏感，很容易被氧化，因此對晶圓制作的特種氣體需求更大，未來的 3/5 納米已經進入原子等級的尺度。所以，特種氣體供應商能否提供更高純度的氣體是能否打入國際主流晶圓廠的關鍵條 件。

3.1.2. 氣體精度壁壘

準確控制不同氣體的配比精度是另一壁壘；對于混配氣體而言，配比的精度是核心參數。氣體混配是指根據不同 需求，運用重量法、分壓法、動態體積法等方法，將兩種或兩種以上組分的氣體按照特定比例混合，對配制過程的累 計誤差控制、配制精度、配制過程的雜質控制等均有極高要求。隨著產品組分的增加、配比精度的上升，常要求氣體 供應商能夠對多種 ppm 乃至 ppb 級濃度的氣體組分進行精細操作，其配臵過程難度與復雜程度也顯著增大。特別是對 于光刻氣體而言，混合氣體的精度控制更加重要。光刻氣包含 Ar/F/Ne 混合氣，、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混合氣等等產品。

這些混合氣體是通過外加能量比如強電場，使其發生電子躍遷產生固定波長的光譜，這些光譜就是光刻機用于光 刻的光線。如果混合器精度與要求精度相差偏大，就會造成光刻機生成光線的波長出現偏差，從而嚴重影響光刻機分 辨率。一般要求光刻氣體的混配誤差要求在正負 2%，并且組分氣體的純度從 5N5（99.9995%）到 6N（99.9999%）的 范圍。同時對于沖裝管路上的顆粒物也有過濾控制。

3.2. 黏性壁壘

客戶認證是電子氣體行業的壁壘；有電子氣體用于最先進的晶圓制造和 LED，面板顯示領域。所以電子氣體的質 量將會對最終產品產生巨大影響，甚至整條產線停工的事件。所以下游客戶對于電子氣體供應商而言，選擇新供應商 較為慎重，而且必須經過嚴格的質量驗證過程。

認證時間久，要求嚴苛；對于光伏能源，光纖光纜，領域的認證周期約為 0.5 至 1 年的時間，顯示面板通常為 1-2 年，集成電路由于要求較高，認證周期能達到 2-3 年時間；認證階段內，電子氣體供應商沒有該客戶的收入，需要電 子氣體公司有龐大的資金優勢。并且為了電子氣體能夠有充分的質量保障，往往對于新供應商的氣體認證要求比現有 量產氣體的要求更加嚴苛。對于新氣體供應商來說認證的周期長和認證嚴苛是主要壁壘。

電子氣體供應商與客戶粘性大；一般情況下，為了保持氣體供應穩定，下游客戶與電子氣體供應商一旦建立供應 關系后，不會輕易更換供應商，且雙方建立反饋機制，滿足個性化需求，電子氣體供應商與客戶的粘性不斷增加。新 供應商如果加入到供應商行列，必須提供比原有供應商更加緊密的合作關系和更高的氣體質量。所以電子氣體行業， 進入壁壘較高。

3.3. 資質壁壘

電子氣體的生產，制造，運輸有嚴格的資質審查；由于電子氣體屬于危險化學品，部分氣體有易燃易爆，并且屬 于毒性巨大的危險化學品（如氯氣）。所以在生產，制造，運輸整個產業鏈都必須有嚴格的資質認證。取得《安全生產 許可證》，《危險化學品經營許可證》等多項資質。不僅僅對企業生產條件和生產環境進行評估，還要對生產人員的安 全意識，生產危險化學品的個人資質認證。這些嚴格的資質審核是新進電子氣體公司的資質壁壘。

4. 電子氣體國產替代勢在必行

4.1. 國內企業奮起直追

電子氣體市場被國外壟斷。國內對于特種氣體的需求于 20 世紀 80 年代隨著國內電子行業的興起而逐步發展， 并且隨著醫療、食品、環保等行業的發展其應用領域和產品種類不斷豐富。電子特氣從生產到分離提純以及運輸供應 階段都存在較高的技術壁壘，市場準入條件較高，在國際上被幾家跨國公司壟斷。我國發展的早期由于技術、工藝、 設備等多方面差距明顯，電子特氣產品基本依賴進口。 直到 2017 年，空氣化工集團、液化空氣集團、大陽日酸株式 會社、普萊克斯集團、林德集團（后收購普萊斯克集團）等國外氣體公司的在中國電子氣體市場上份額占比仍然超過 80%，國內氣體公司市場份額占比僅為 12%。電子氣體長期處于“卡脖子”狀態。

日韓材料摩擦：半導體材料國產化是必然趨勢；2019 年 7 月份，在日韓貿易爭端的背景下，日本宣布對韓國實施 三種半導體產業材料實施禁運，包含刻蝕氣體，光阻劑和氟聚酰亞胺。韓國是全球存儲器生產基地，顯示屏生產基地， 也是全球晶圓代工基地，三星，海力士，東部高科等一大批晶圓代工廠和顯示屏廠都需要日本的半導體材料。這三種 材料直接掐斷了韓國存儲器和顯示屏的經濟支柱。在禁運之后，韓國半導體產業面臨空前危機，一時間，三星半導體， 海力士等全球存儲器龍頭都處于時刻停產危機，三星本身的材料存貨只能支撐 3 個月的生產。三星，海力士高管也是 頻頻去日本交涉。同為美國重要盟友的日韓之間尚且如此，尚在發展初期的中國科技產業更需要敲響警鐘。目前中國 大陸對于電子材料，特別是電子特氣方面對國外依賴較高。所以在半導體材料方面的國產代替是必然趨勢。

中美貿易摩擦：電子特氣國產代替正在全面開展；自從中美貿易摩擦依賴，中國大陸積極布局集成電路產業。在 半導體材料領域，電子氣體作為是集成電路制造的“血液”，是國產代替重要環節，也是必將國產化的產品。電子特氣 貫穿半導體各步工藝制程，決定了集成電路的性能、集成度、成品率。電子特氣產品若不合格會導致產品嚴重缺陷， 或整條生產線被污染乃至全面癱瘓。

當今，中國通過國家集成電路產業投資基金（大基金）撬動全社會資源對半導體產業進行投資和扶持，在電子特 氣領域也積極布局，入股雅克科技等電子氣體企業，力圖實現電子氣體自主可控。同時，國內其他電子氣體公司抓住 晶圓制造擴產的百年機遇，積極發展電子氣體業務，爭取打進國內新建晶圓廠的供應鏈。電子氣體的國產化正在全面 展開。隨著關鍵技術的陸續突破，中國已經陸續出現了一批高水平的電子氣體企業。盡管仍然與國際先進水平仍然有 差距，但是在政策的支持和自身的不懈努力之下，中國已經有一批氣體企業陸續突破了關鍵技術，各自在不同的單品 氣體產品上實現了自主化。

4.2. 歐美企業寡頭壟斷

歐美氣體企業以空氣分離業務為主，在國際氣體市場中占有寡頭地位。液化空氣集團 2016 年 5 月 23 日以 134 億 美元收購 Airgas 后，確定其在全球的領導地位。然而，普萊克斯與林德的 900 億美元合并創建了新的綜合實體，林德 和普萊克斯超越法國競爭對手液化空氣，成為世界級最大的氧氣，氮氣和氦氣供應商，改變了液化空氣集團作為全球 工業氣體的主導力量。 合并后的公司將在所有主要地區和終端市場中占據強勢地位。由于規模經濟效應，整合后的國 際氣體市場格局將在相當一段時間內保持被四大氣體企業（空氣化工，液化空氣，林德&普萊克斯和太陽日酸）寡頭 壟斷的局面。

4.2.1. 美國空氣化工產品

空氣化工產品（APD）在 1940 年成立于美國賓州，1980 年在紐交所上市，是全球第三大氣體供應商。空氣化工 業務遍布全球，銷售和服務空分氣體、特種氣體、氣體設 備等。該公司為數十個行業提供工業氣體和相關設備，包括 半導體集成電路行業。2019 年度公司實現的營業收入為 630.82 億元，同比下降 0.13%，凈利潤為 124.48 億元， 同比下降 17.51%。

APD 公司是世界大宗工業氣體巨頭，也是電子特種氣體行業的先驅。早在 1990 年代 APD 公司就將最早用于激光 武器的三氟化氮用于半導體工業中性能優異的腔室清洗材料，并在這一領域成為全球領先的生產商。但是在 2016 年 10 月，APD 公司將服務于半導體制程行業的化合物特種氣體業務剝離，單獨成立 Versum Materials （于 2019 年 10 月 被德國達姆塔特 Merck KGaA 并購），同時將其位于安徽蕪湖的氨氣制備生產線 100%所有權售與三安光電，從此將業 務聚焦于大宗工業氣體與稀有氣體的生產與銷售。

APD 公司主要生產大宗工業氣體和稀有氣體。大宗工業氣體包含氧氣，氮氣和氬氣等氣體，也包含氫氣、氦氣、 二氧化碳、一氧化碳和合成氣等工業氣體。稀有氣體包含氖氣和氪氣等稀有氣體。在電子行業上，氮，氫和氬主要用于提高集成電路引腳的焊接以及集成電路封裝中的鍵合焊接工藝的質量和可靠性。在半導體制程行業中，幾乎所有的 制造過程都需要使用大量氮氣，以凈化和抑制化學敏感工序。同時氖，氪和氙等稀有氣體則可以作為激光器的保護氣 體。這種激光器光刻流程中有著重要作用。

4.2.2. 林德集團

林德集團 1879 年成立于英國，1992 年在紐交所上市，2018 年與氣體行業巨頭普萊克斯合并，成為全球最大的 工業氣體供應商。林德集團氣體業務遍布全球， 也是最早進入中國的、布局最多的氣體行業外資巨頭，亞太市場也是 其增長最快的市場。林德集團主要產品包括氧氣、氮氣、氬氣、稀有氣體、碳氧化物、氦氣、 氫氣、電子氣體、特種 氣體等。2019 年度公司實現的營業收入為 1969.24 億元，同比增長 90.27%%，凈利潤為 159.41 億元，同比下 降 47.84%。

成立聯華林德，主攻中國市場；林德主要分為三大業務部門，工業氣體與醫療健康部門、工程部門和其他部門。 聯華林德是德國林德集團跟臺灣聯華實業公司的合資公司，主要服務于中國大陸和臺灣的客戶。聯華林德自 1984 年以 來，一直引領著中國大陸和臺灣的氣體供應，并獲得了中國大陸和臺灣的大宗氣體市場份額第一；電子特種氣體市場 份額第五的成績。針對半導體，聯華林德能提供涵蓋所有制造工藝的電子特種氣體廣泛的產品組合和大宗氣體解決方 案；面向平板顯示領域，聯華林德則有強大的 N2O 供應能力，還有專利的合成和純化技術；在太陽能領域，則有硅烷 （SiH4）和氨氣（NH3）的全球供應網絡；針對 LED，則有全系列大宗氣體（氮氣、氫氣） 和特種氣體（AsH3，PH3，NH3 等）的供應。在這些市場上，除了臺積電，中芯國際、長江存儲、長鑫科技以外，Intel 大連、Samsung 蘇州，京 東方、華星光電都是林德集團服務過得客戶。

4.2.3. 法國液空集團

法國液空集團 1902 年成立于法國巴黎，2007 年在巴黎股票市場上市，在林德集團與普萊克斯合并前是全球市值 最大的氣體供應商。2016 年法國液化空氣集團（Air Liquide）成功收購美國 Airgas 公司，交易金額 134 億美元。Airgas 公司 98%的營收來自美國，擁有員工 17000 名，歷史上經過 400 多次的兼并收購，于 2009 年上市，進入標普指數公 司之一。液化空氣集團氣體業務遍布全球，主要為冶金、化工、能源等行業客戶供應氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、一氧 化氮等產品，也為汽車、制造業、食品、醫藥、科技等行業客戶提供工業氣體、 制氣設備、安全裝臵等。2019 年度 公司實現的營業收入為 1663.59 億元，同比增長 4.18%，凈利潤為 165.84 億元，同比下降 3.92%。

4.3. 日本電子特氣

日本氣體企業均有和歐美氣體企業一樣上百年的歷史。他們大多脫胎于明治末期和昭和初期（1910s~1930s）.應 當時特殊歷史環境要求而設立的化工企業，有著長期的運營管理，技術和人才的儲備。20 世紀后期，世界的半導體產 業逐漸轉移至亞洲，并首先在日本生根發芽。這都為日本的電子氣體產業的發展奠定了良好的基礎。

日本的特氣供給在行業內處于領先地位。當前在日本國內，半導體方面的高純度氣體市場規模約為 40 億 元左右，在全球市場規模更大，約 335 億元。其“主戰場”為韓國、中國臺灣、中國大陸等東南亞地區。另一 方面，即便是在當前，供應高純度氣體的廠家依舊是日本企業占大多數。如昭和電工、太陽日酸、關東電化 工業、ADEKA（艾迪科）、日本中央銷子、住友精華、大金工業等都生產和銷售各種電子材料方面的氣體。

4.3.1. 昭和電工

日本昭和電工成立于 1939 年，是全球知名的綜合性集團企業，生產的產品涉及到石油、化學、無機、鋁金屬、 電子信息等多種領域，設有化學品事業部，專門從事產業氣體、電子材料用高純度氣體的研發、 生產。2018 年度公 司實現的營業收入為 614.00 億元，同比增長 27.13%，凈利潤為 69.01 億元，同比增長 233.14%。

昭和電工株式會社為了強化電子材料用高純度氣體事業，決定在上海的生產基地-上海昭和電子化學材料有限公司 （以下簡稱“SSE”）的旁邊取得第二工廠建設用地，建設高純度 N2O（一氧化二氮）和高純度 C4F8（八氟環丁烷）的 生產設施，以及高壓氣體危險品倉庫。第二工廠擬于 2021 年下半年投產。高純度 N2O 主要是半導體及顯示屏制造時 的氧化膜的氧來源的特種氣體，高純度 C4F8 主要是這種氧化膜的微細加工（蝕刻）時的特種氣體。

目前，昭和化工在川崎事業所和韓國基地生產高純度 N2O，并在川崎事業所和上海基地（SSE 第一工廠）生產高 純度 C4F8。為了提高對日益增長市場的穩定供應能力，昭和化工正致力于進一步推進“地產地銷”的政策。同時，在中 國逐年加強對化學品的監管的形勢下，在上海建設并完善本公司擁有的高壓氣體危險品倉庫，將會增強供應鏈、提高 競爭力。

4.3.2. 太陽日酸

Taiyonippon Sanso（太陽日酸）大陽日酸株式會社創立于 1910 年，2001 年在東京證券交易所上市，是 日本最大工業氣體制造商，市占率排名全球前 5，在亞洲、歐洲、北美等地設有 30 多家子公司。至今發展 已經有近 110 年歷史，憑借豐富的經驗和獨特的技術開發能力，在鋼鐵，化工，電子，汽車，建筑，造船， 食品和醫藥等多個工業領域開展了廣泛的業務活動。同時公司為領先的半導體氣體供應商，廣泛應用于 IC（集 成電路）和存儲器（半導體存儲設備）、液晶、太陽能電池、LED 和超精細機械結構。同時公司還提供高純 氣體凈化設備，廢氣處理設備，氣缸柜等相關設備，包括電子產品制造過程中必不可少的高純度規格特殊管 道構造，并為客戶提供整體解決方案。太陽日酸的電子特氣產品覆蓋了半導體制程中從沉積，清洗，蝕刻再到離子 注入等不同環節，還兼顧了用于保護的惰性氣體品類。除了直接提供氣體產品，太陽日酸還為客戶提供一系列氣體設 備，供客戶現場制備氣體和儲存氣體而使用。2019 年度公司實現的營業收入為 450.62 億元，同比增長 14.57%， 凈利潤為 25.13 億元，同比下降 15.59%。

4.3.3. 關東電化工

日本關東電化工業公司歷史悠久，技術積累深厚。它成立于 1938 年，在電解領域，主要地是在氫氟酸電 解制備高純氟氣，和氟相關的技術方面有深厚的知識和技巧的積累。主要應用領域包括電池化學，醫藥化學 和農業化學等。目前公司的管理團隊主要目標是開擴張精細化學業務，提升生產技術水平。日本關東電化工 業在半導體領域主要以氟化物氣體為主。從上產環節上來說覆蓋了半導體清洗，蝕刻和沉積環節。2018 年度 公司實現的營業收入為 30.31 億元，同比增長 11.44%，凈利潤為 3.61 億元，同比下降 8.55%。

日本關東電化工業公司十分重視中國半導體產業發展帶來的機會。由于中國政府近年來多次出臺半導體 和液晶顯示產業的重要扶持政策，未來中國半導體市場的前景十分理想。基于此，關東電化決定出資約 2 億 日元（1200 萬人民幣）在中國設立制造中心，用于滿足半導體、液晶所用特殊氣體在中國日益增長的需求。 公司去年關東電化決議在中國設立生產子公司“科地克化工科技有限公司（暫定）”。計劃在安徽省建設工廠， 并已獲得了土地。預計新廠將于 2021 年投入生產。這是繼在韓國設立海外生產基地之后，日本關東電化與中 國企業合資建立的重要的半導體特種氣體生產基地。

4.3.4. 艾迪科

艾迪科（ADEKA）是在歷史悠久的食品和化工綜合供應商。ADEKA 在樹脂添加劑、功能化學品以及食品這三大 領域中廣泛開展業務。主要產品陣容包括塑料用樹脂添加劑，電子材料，環氧樹脂，聚氨酯類功能性樹脂，表面活性 劑，潤滑油添加劑，土建材料以及過氧化產品等。2019 年度公司實現的營業收入為 182.21 億元，同比增長 24.93%， 凈利潤為 10.38 億元，同比增長 11.13%

ADEKA 在半導體電子特氣方面以三種刻蝕氣體為主。它們分別是高純氯氣，高純溴化氫和高純三氯化硼。這三 種氣體在半導體材料的刻蝕流程上均有重要應用。ADKEKA 在 2001 年通過在上海設立貿易代表處直接進入中國市場 并在 2016 年正式更名為艾迪科（中國）投資有限公司并作為 ADEKA 在中國的總部。除開展各類貿易外，ADEKA 中 國總部還負責在中國的投資決策，并向各集團公司提供共享服務。ADEKA 在中國大陸上海金山，浙江嘉興，江蘇常 熟，廣東廣州設有工廠，負責多種油脂，樹脂添加劑等多種化學品的制造。

4.4. 中國電子特氣公司

我們通過對國內電子特氣公司進行梳理，國內特氣公司實現國產替代呈現四個層級：

1）通過產能優勢快速切入半導體刻蝕氣體，部分含氟氣體已經實現國產替代，如三氟化氮、六氟化硫，代表企業 有中航重工（718 所）、昊華科技（黎明院）、雅克科技（科美特）、南大光電（飛源氣體）。

2）通過技術升級切入半導體化學沉積，部分國產替代初顯成效，如六氟化鎢、四氟化碳，代表企業有中航重工（718 所）、昊華科技（黎明院）、雅克科技（科美特）。

3）通過某種特氣進入核心供應商，切入多種半導體氣體，代表企業有華特氣體，南大光電。

4）從空分氣體或者大化工進入半導體領域，具備技術及產能儲備，代表企業有巨化股份（中巨芯）、三孚股份、 金宏氣體、凱美特氣、和遠氣體。

NF3 作為一種特種電子氣體，具有優異的蝕刻速率和選擇性，而且對表面無污染，是電子工業中一種優良的等 離子蝕刻氣體。其主要應用領域包括：

? IC（集成電路）行業：NF3 具有優異的蝕刻速率和選擇性，而且對表面無污染，是電子工業中一種優良的等 離子蝕刻氣體。

? LCD（面板顯示）行業：NF3 可大量減少污染物排放量，以及顯著提高清洗速度，用于化學氣相沉積（CVD） 腔體清洗，也可作為蝕刻劑 用作 LCD 的加工。

NF3 供需將維持緊平衡：

需求方面：根據市場調研數據，全球 NF3 2018 年度總需求量約 2.8 萬噸，其中韓國需求量超 10,000 噸，占比 35%；中國大陸需求量達 7,000 噸，占比 25%； 中國臺灣需求量 5,000 噸，占比 18%，美國需求量 3,200 噸，占 比 12%；日 本、新加坡等地區占比 10%。

供給方面：NF3 生產國目前主要有中、韓、美、日，其中韓國 1,5000 噸，占比 50% 以上；中國國內 8,500 噸， 占比約 30%；日本、美國約 6,000 噸，占比約 20%。

隨著半導體、顯示面板行業生產重心、消費重心向中國國內轉移，而且生產 NF3 主要原料均由國內供給，兩頭在 內的供應鏈格局，決定了 NF3 生產 向國內轉移是大勢所趨。目前 NF3 主要生產商有：韓國 SK，其優勢為產能大，依靠韓國三星、 LG 等大公司有較高的銷售價格，劣勢在于原材料均由中國國內采購，生產成本高。日本 KDK，其 優勢在于關東電化公司產品品種齊全，劣勢在于原料由中國國內采購，日本生產，而日本國內 NF3 需求已萎縮，生 產成本 和運輸成本高昂。中國國內有中船 718 所及大成黎明，前者目前是國內最大的 NF3 生產廠，后者已建成產 能 1,000 噸，并已公告二期擴產 1,000 噸計劃。南大光電（飛源氣體）2020 年底之前，實現 3,000 噸 NF3 產線投 產目標。

隨著國內顯示面板及半導體行業的迅速發展，2019 年國內 NF3 需求量將與產能持平，迎來 3-5 年的高速發展 黃金期。據預測，2019 年全球 NF3 總需求量 3.14 萬噸，千噸級廠家總產能 3.38 萬噸，百噸級廠家總產能占比不 超過 5%，則全市場平均產能利用率高達 88.3%，行業供需處于 緊平衡。而且，未來 2 年可預見的產能和需求增長， 基本上處于均勢，市場將會保持供需基本平衡的局面。

SF6 具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能，其耐電強度為同一壓力下氮氣的 2.5 倍，擊穿電壓是空氣的 2.5 倍，滅弧能力是空氣的 100 倍， 是一種優于空氣和油的新一代超高壓絕緣介質材料。

? SF6 以其良好的絕緣性 能和滅弧性能，應用于斷路器、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感 器等。 ? 電子級高純 SF6 是一種理想的電子蝕刻劑，被大量應用顯示面板、半導體加工過程中的干刻（Etch）。

隨著目前遠距離輸電的要求以及輸變電裝臵小型化的要求，特高壓輸 電技術及 GIS 技術的發展迅速，國內特高 壓輸電電壓已達到 1,000kV，SF6 高壓開關設備約占用氣量的 80%以上。國內顯示面板、半導體等電子產業 迅速發 展，SF6 作為優良的刻蝕氣體，用量也持續增加。

2018 年測算全球 SF6 需求量約為 2 萬噸，生產廠家主要集中在中國。 由于 SF6 為溫室氣體，其全球供給增長 受限。目前 90%的 SF6 用在電力行業作為絕緣氣體。隨著中國面板、半導體 行業發展迅速，電子級 SF6 需求量在 未來 3 年將快速增長，市場前景廣闊。 目前 SF6 主要生產商有中國成都科美特，產能為 8,500 噸，主要應用于電力 市場；洛陽黎明院，產能為 3,000 噸，產品批量供應電子行業。南大光電（飛源氣體）SF6 產線 2017 年已建成 2,000 噸產能，且產品已開始導入 IC 行業客戶。

4.4.1. 中航重工（718 所）

主要涉及氣體：刻蝕氣體，鎢沉積氣體

七一八研究所隸屬于世界 500 強中國船舶集團有限公司，創立于 1966 年，總部位于河北省邯鄲市，是集軍民產業 的科研開發、設計生產、技術服務于一體的國家級科研單位。七一八所不斷加強技術創新，大力發展高新技術產業， 建所獲得省部級以上科技進步獎 260 多項，其中國家科技進步一等獎 2 項，授權專利近 300 項。按照軍民融合的發展 要求，大力發展高科技產業，已形成電子特氣材料、精細化工、空氣凈化、氫能產業、核電裝備、節能環保、安防信 息工程及特種裝備等 8 大產業方向。

承擔國家“02”專項，儲備多種氣體技術。中船重工第七一八研究所 (簡稱 PERIC)與南大光電、光明院等 5 家協作 單位申請的“02”國家科技重大專項--高純電子氣體研發與產業化項目，已于 2013 年初獲得國家立項并得到國家財政支 持。此項目中，718 所共承擔 NF3（三氟化氮）、WF6（六氟化鎢）、SiF4（四氟化硅）、C2F6（六氟乙烷）、C4F8（八 氟環丁烷）、C3F8（八氟丙烷）、HF（氟化氫）、HCl（氯化氫）、COF2（碳酰氟）及電子混合氣體等 19 種氣體的研制 及產業化工作。NF3 及 WF6 產品目前我所已有成熟的技術及生產經驗，并有多年的產業化經驗，完全能夠滿足客戶 的需求。上述氣體主要用于 IC 制造過程中的外延、離子注入、擴散、蝕刻、沉積、清洗等關鍵工藝。

NF3 與 WF6 氣體突出重圍，實現國內市場占有率第一。目前，中船重工第七一八研究所（派瑞特種氣體有限公 司）生產的三氟化氮、六氟化鎢及三氟甲磺酸系列產品在國內占有率第一，同時銷往國外二十多個國家和地區。三氟 化氮為重要的清洗刻蝕氣體，在半導體和液晶行業有廣泛應用；六氟化鎢在電子工業中作為金屬鎢化學氣相沉積和制 成大規模集成電路中的配線材料（WSi2）。

32 億擴產新材料 2020 年產能預計達 2 萬噸。公司新建邯鄲肥鄉新材料項目，規劃總投資 32 億元，總體規劃占 地 800 畝，總建筑面積 40 萬平方米，預計 2020 年整體達產達效，屆時將實現年產新材料 20000 噸，年產值突破 50 億，稅收超過 4 億，三氟化氮、六氟化鎢、六氟丁二烯、三氟甲磺酸（含雙三氟甲磺酰亞胺鋰/LiTFSI）等產品將達到 世界第一。

4.4.2. 昊華科技

主要涉及氣體：刻蝕氣體，鎢沉積氣體

昊華化工科技集團股份有限公司（昊華科技）及其下屬研究所歷史悠久，積累深厚。昊天科技的前身是四川天一 科技股份有限公司（天科股份）。1999 年 8 月 5 日天科股份完成工商注冊并于 2001 年 1 月在上海證券交易所上市。2018 年底，天科股份完成對中國昊華化工集團股份有限公司下屬 11 家科技型企業的收購，并于 2019 年 6 月正式更名為昊 華化工科技集團股份有限公司，主營業務為氟材料、特種氣體、特種橡塑制品、精細化學品和技術服務五大板塊。新 增氟樹脂、氟橡膠、三氟化氮、橡膠密封制品、航空輪胎、特種涂料等產品，服務于國家軍、民品多個核心產業。

昊華科技旗下黎明院和光明院是承擔著主要電子特氣業務的子公司。其中光明院以氫化物氣體為主，比如硫化氫，硒化氫；而黎明院以氟化氣體為主，比如三氟化氮，四氟化碳，六氟化硫和六氟化鎢。

黎明院含氟氣體達到國內領先水平，主攻六氟化硫、三氟化氮。黎明化工研究設計院有限責任公司的前身最早可 追溯至化學工業部黎明化工研究 所，后經國有化工科研院所管理體制的多次變化，轉制成為全民所有制企業，并更名 為黎明化工研究院。黎明院是國內首家研究開發六氟化硫生產工藝的企業，在六氟化硫研發領域取得數十項技術研究 及革新成果，綜合技術實力達到了國內領先水平。黎明院從 2001 年 開始進行系列特種含氟氣體材料的研發，完成了 多項國家級、省級以及市級支持的研發項目，其中特種含氟氣體材料的研發取得了較大進展，電子級三氟化氮產品純 度已經達到國際先進水平。近年來，黎明院進行了電子級六氟化硫、三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢等含氟特種氣體 的研發，掌握多項居于世界先進水平的核心技術，并建成了國內規模領先的產業化裝臵，其中，產品以六氟化硫、三 氟化氮為主。

黎明院電子級六氟化硫國內占比達七成，三氟化氮占比達三成。含氟氣體材料是分子中含有氟元素的一類特種氣 體的統稱，由于其性能穩定等特 性，被廣泛應用于電力設備制造領域，及平板顯示、光伏新能源和集成電路等半導體 電子產業的清洗、蝕刻、成膜、配線、離子注入等過程。根據黎明院進行經營者集中申報過程中估算的結果，2017 年 其所占國內含氟氣體材料市場占有率約為 12.73%。其中，基于黎明院根據自身實際產銷量，結合行業協會統計數據 估算的結果，黎明院在工業級六氟化硫國內市場的占有率約為 30%， 在電子級六氟化硫國內市場的占有率約為 70%， 在三氟化氮國內市場的占有率約為 30%。

黎明大成 1000 噸/年電子級三氟化氮擴能改造項目：1）項目總投資為 14,937.68 萬元，擬使用本次配套募集資 金 14,215.00 萬元。2）本項目實施主體為黎明院下屬公司黎明大成。廠區建在洛陽市吉利區科技園 （國家級）內。 2015 年黎明院與韓國大成產業氣體株式會社在中國國內成立黎明大 成以開展 1000 噸/年電子級三氟化氮項目的建 設。該項目 2016 年實現達產并滿產滿銷，目前三氟化氮產品市場需求旺盛，基于對穩定供貨、保證黎明院市場份額 的考 慮，本次項目擬在已建裝臵的基礎上進行擴能改造，裝臵規模為 1000 噸/年電子級三氟化氮，改造后產能總體 能達到 2000 噸/年。 3）投資期限及投資進度：本項目投資期限為 10 個月，已于 2018 年 2 月開始建設，預計于 2018 年 12 月 完工。工程建設期為 10 個月，投產期為 10 年，投產期第一年開工率為 85％，第二 年及以后開工率為 90%。

光明院主要收入來自特種氣體，主要服務國家重點支持新新材料領域。光明院前身最早可追溯至化學工業部大連 化工研究所，后經國有化工科研院所管理體制的多次變化，轉制成為全民所有制企業，并更名為光明化工研究設計院。 光明院收入主要來自于特種氣體的研發、生產及銷售，具體包括綠色四氧化二氮、高純硒化氫、高純硫化氫、二氧化 碳-環氧乙烷混合氣（熏蒸劑）、標準混合氣 體等。此外，光明院憑借在特種氣體領域的研發優勢，可對外提供相關工 程技術服務 及氣體檢測服務。光明院核心技術及產品主要服務于國家重點支持和鼓勵發展的電子化學品、新材料等領 域。

光明院主要產品為各類特種氣體、工業氣體，并提供成套工藝設計、設備加工、技術轉讓及氣體檢測等服務。 光 明院具備多種特種氣體的研發生產能力，包括高純硒化氫、硫化氫、氨、一氧化氮、氧化亞氮、四氧化二氮、硅烷、 磷烷、乙硼烷、二氯二氫硅、三氯化硼、三 氟化硼、氯、氯化氫、氫、氮、氧、氬等。光明院通過將技術成果予以產 業化，以“多品種、小批量、定制化”的模式對外 經營以特種氣體、工業氣體為主要產品的生產銷售業務。其中，包括 向軍品配套企業或總裝單位提供軍品的配套生產及銷售等。

光明院研發產業基地項目：1）項目總投資為 15,804.70 萬元。擬使用本次配套募集資金 10,070.94 萬元。2）新 研發生產基地項目主要致力于 10 種產品的研發與生產，具體包括光電子級超純氨 1000t/a、綠色四氧化二氮 40t/a、 電子級硫化氫 200t/a、電子級硒化氫 20t/a、電子級三氟化硼 1t/a、電子級高純烷類氣（磷烷、硼烷、砷烷）3t/a、電 子級高純氯 50t/a、二氧化碳-環氧乙烷混合氣熏蒸劑 300t/a。3）投資期限及投資進度：項目投資期限為 18 個月，預 計完成時間為 2019 年，項目建設期為一年，生產期為 15 年，計算期共 16 年。投產后第一年生產負荷達設計能力的 60%，第二年生產負荷達設計能力的 70%，第三年生產負荷達設計 能力的 80%，第四年生產負荷達設計能力的 90%，以后各年達 100%。

4.4.3. 華特氣體

主要涉及氣體：光刻氣、刻蝕氣體、摻雜氣體等

華特氣體是中國領先的的電子特氣制備企業。位于珠三角腹地佛山市南海區，創建于 1999 年，公司以廣東佛山 為產品研發基地，分別在廣東、江西、浙江、陜西、湖北、湖南、香港等地設立了十余家全資子公司。現已成為國內 最大的民營特種氣體及相關設備供應商之一，同時產品出口到 50 余個國家和地區。氣體產品覆蓋普通工業氣體、電子工業用氣體、電光源氣體、超高純氣體、標準氣體、激光氣體、醫用氣體、食品工業用氣體等十幾個系列共 200 多個 品種，并不斷研發新產品滿足市場需求。生產低溫絕熱氣瓶、汽化器、LNG 應急撬等氣體設備，安裝超高純氣體及工 業氣體應用配套設備等。為用戶提供領先的氣體應用一體化解決方案。

經過多年潛心鉆研，華特氣體獲得的科研成果受到了國家的充分肯定。華特已獲授權專利 87 項、參與制定 28 項 國家標準，承擔了國家重大科技專項（02 專項）中的《高純三氟甲烷的研發與中試》課題、廣東省教育廳產學研結合 項目《半導體材料用氟碳系列氣體產品的開發與應用》、廣東省戰略性新興產業區域集聚發展試點重點項目《平板顯示 器用特種氣體》等重點科研項目，并于 2017 年作為唯一的氣體公司入選“中國電子化工材料專業十強”。

華特氣體國內首家打破多種氣體制約，國內唯一通過 ASML 認證。華特氣體對于國際先進水平的持續追趕來自于 自身技術水平的不斷突破和產品體系的不斷擴張。近十年來，華特氣體在多個領域率先打破國際壟斷，實現了相關特 種氣體的量產。公司成為國內首家打破高純六氟乙烷、高純三氟甲烷、高純八氟丙烷、高純二氧化碳、高純一氧化碳、 高純一氧化氮、Ar/F/Ne 混合氣、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混合氣等產品進口制約的氣體公司，并實 現了近 20 個產品的進口替代，是中國特種氣體國產化的先行者。其中，高純六氟乙烷獲選“第十屆（2015）中國半導 體創新產品和技術”、高純三氟甲烷獲選“第十一屆（2016）中國半導體創新產品和技術”，Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne 和 Kr/F/Ne 等 4 種混合氣于 2017 年通過全球最大的光刻機供應商 ASML 公司的產品認證。目前，公司是我國唯一通 過 ASML 公司認證的氣體公司，亦是全球僅有的上述 4 個產品全部通過其認證的四家氣體公司之一。

ASML 是全球最大的光刻機供應商，公司的光刻氣產品通過其認證，具體表 現為 ASML 在其光刻機的使用說明 中明確推薦其客戶使用已通過其認證的光刻氣。因此，ASML 的認證對于公司光刻氣產品的銷售產生極大促進作用。

華特的產品獲得了下游相關產業一線知名客戶的廣泛認可。在極大規模集成電路、新型顯示面板等尖端領域由液化空氣集團、林德集團、 空氣化工集團、普萊克斯集團、大陽日酸集團、日本昭和電工等國外氣體公司寡頭壟斷的情 況下，公司成功實現了對國內 8 寸以上集成電路制造廠商超過 80% 的客戶覆蓋率，解決了中芯國際、華虹宏力、長 江存儲、武漢新芯、華潤微電子、 臺積電（中國）、和艦科技、士蘭微電子、柔宇科技、京東方等客戶多種氣體材料 的進口制約，并進入了英特爾（Intel）、美光科技（Micron）、德州儀器（TI） 等全球領先的半導體企業供應鏈體系。 在集成電路、新型顯示面板等半導體領域， 公司取得了較高的市場認可度。 在 2018 年公司的多種產品通過中芯國 際、華潤微電子、長江存儲認證，并且在手訂單金額有望持續增長。2018 年南通建工集團、中芯國際、華潤微電子、 長江存儲、晶科能源前五大客戶銷售收入達到 9899.27 萬元，占營業收入的比例達到 12.11%。

4.4.4. 雅克科技

主要涉及氣體：刻蝕氣體

大基金重點投資；雅克科技股份有限公司是一家致力于工業材料，生產和銷售的深交所中小板上市公司。雅克旗 下設有“新材料”，“新能源”和“電子”事業部。并在 2017 年末得到了大基金的戰略入股支持，2017 年 10 月份，公司發 布發行股份購買資產暨關聯交易報告書草案，擬以發行股份的方式，收購成都科美特特種氣體有限公司(以下簡稱科美 特)90%股權、江蘇先科半導體新材料有限公司(以下簡稱江蘇先科)84.825%股權，交易總對價為 24.67 億元。在電子特 氣方面，雅克科技的“電子”事業部目前生產和銷售四氟化碳和六氟化硫，這兩種材料可以用于半導體的蝕刻和半導體 制造設備的清洗。雅克科技除了目前在售的三氟化碳和六氟化硫以外，還在規劃新增三氟化氮和高純氫氣的產能。

UP Chemical 是半導體集成電路材料行業中的翹楚。UP Chemical 是全球 IC 前驅體的主要供應商，其主要產品 國內 尚無企業可生產。自 1998 年成立至今，UP Chemical 在技術研發方面積累了豐 富的經驗及先進技術，培養了 一批具備技術攻堅能力的核心技術團隊，且已經在 中日美等國申請了多項專利，新一代技術產品儲備豐富。 UP Chemical 代表著目前世界 IC 材料領域的先進水平，其產品廣泛應用于 16 納