特種氣體是指在特定領(lǐng)域中應(yīng)用的對純度、品種、性質(zhì)有特殊要求的氣體,隨著國防工業(yè)、科學(xué)研究、自動化技術(shù)、精密檢測(特別是微電子技術(shù))的發(fā)展,特種氣體成為工業(yè)氣體市場規(guī)模增長新動力,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、LED、光纖光纜、醫(yī)藥等新興行業(yè)。
特種氣體的分類方式很多種,例如按照氣體本身化學(xué)成分可分為:硅系、砷系、磷系、硼系、金屬氫化物、鹵化物和金屬烴化物七類。按照在集成電路中的作用可分為摻雜氣體、外延氣體、離子注入氣體、發(fā)光二極管用氣體、刻蝕氣體、化學(xué)氣相沉積(CVD)用氣體、載運稀釋氣體七類。同時,以上分類存在交叉,例如四氯化硅(SiCl4)既屬于硅系氣體,又屬于外延氣體,同時在化學(xué)氣相沉積(CVD)中也存在應(yīng)用。
特種氣體主要包括電子氣體、醫(yī)療氣體、標(biāo)準氣體、激光氣體、食品氣體、電光源氣體等,其中,電子氣體廣泛用于集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等電子產(chǎn)業(yè)的加工制造過程,主要包括清洗、蝕刻、光刻、外延、摻雜等,是下游行業(yè)關(guān)鍵性化工基礎(chǔ)材料,被譽為電子產(chǎn)業(yè)的“糧食”和“源”,現(xiàn)有單元特種氣體260余種,可配制成25000多種混合氣體。
特種氣體的主要生產(chǎn)工序包括氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣瓶處理、氣體充裝、氣體分析檢測。可以根據(jù)客戶的不同需求和產(chǎn)品的不同特性,采取不同的工序進行組合。
電子特種氣體是僅次于硅片和硅基材料的第二大市場需求半導(dǎo)體材料,電子氣體2016年的國內(nèi)市場需求為48.02億,占比14%。電子特種氣體中高端產(chǎn)品被國外壟斷,該領(lǐng)域主要生產(chǎn)廠家有美國氣體化工、美國普萊克斯、日本昭和電工、德國林德集團、法國液化空氣、日本酸素,合計市場占有率達85%。據(jù)全球半導(dǎo)體協(xié)會統(tǒng)計,目前常用的電子氣體純氣有60多種,混合氣80多種。
據(jù)業(yè)內(nèi)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計,從2012年至2016年,國內(nèi)電子氣體企業(yè)實際生產(chǎn)銷售額占中國晶圓制造電子氣市場需求由3.8%增加至25.0%,雖然國內(nèi)電子氣體占比有了大幅的提升,但其生產(chǎn)總量仍然無法滿足國內(nèi)市場需求,電子特種氣體品種及產(chǎn)量亟待提升。 在整個行業(yè)供應(yīng)鏈中,氣體原料、裝置、運輸和客戶十分重要,是氣體供應(yīng)商的利潤來源。
如今氣體產(chǎn)品種類繁多,客戶對氣體產(chǎn)品存在多元化需求,往往在某一終端產(chǎn)品的制造中所需氣體種類達幾十種以上,出于成本控制、倉儲管理、供應(yīng)穩(wěn)定等多方考量,客戶更愿意在一家氣體公司采購,因此希望氣體公司覆蓋更多的氣體種類;此外,下游行業(yè)的產(chǎn)品精細化程度不斷提高,客戶所需的產(chǎn)品定制化特點明顯,并希望供應(yīng)商提供氣體運輸以及裝置處理、檢修、潔凈、維護等服務(wù),故而對氣體公司提出了技術(shù)性、專業(yè)性、綜合性的更高要求。
全球工業(yè)氣體的市場容量隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢,預(yù)計2018年全球工業(yè)氣體容量為1220億美元,同比上年增長7.96%。
由于亞洲新興國家經(jīng)濟的快速增長,世界工業(yè)氣體的生產(chǎn)中心向亞洲轉(zhuǎn)移,帶動了中國工業(yè)氣體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展;我國工業(yè)氣體市場規(guī)模由2010年的525億元上升至2017年的1010億元,年均復(fù)合增長率9.80%。隨著中國逐步進入經(jīng)濟新常態(tài),工業(yè)增長趨于平緩,中國工業(yè)氣體市場整體增速也由快速增長時期過渡至穩(wěn)步增長時期。
特種氣體行業(yè)壁壘較高,潛在進入者主要面臨技術(shù)壁壘、客戶認證壁壘、營銷網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)壁壘、服務(wù)壁壘和資質(zhì)壁壘。
首先,生產(chǎn)特種氣體需要經(jīng)過多項工藝技術(shù)和流程的加工,且客戶要求高,新進入者很難達到一定水平;其次,下游客戶,特別是極大規(guī)模集成電路、新型顯示面板等精密化程度非常高的下游產(chǎn)業(yè),對氣體供應(yīng)商的選擇非常嚴格,具有長認證周期和客戶粘性;此外,氣體公司需要投入大量人力物力進行鋪點建設(shè),不斷擴大營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò),并隨著營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的完善不斷促進市場開拓與客戶挖掘,從而對潛在進入者提出較高的要求;再者,客戶希望供應(yīng)商能夠提供一站式用氣服務(wù),且具有多品種、小批量、高頻次的特點,對氣體公司綜合服務(wù)能力和配送能力要求較高,而這些需要企業(yè)具備深厚的行業(yè)積淀以及深刻的行業(yè)理解,對新進入者形成了較高壁壘;最后,工業(yè)氣體屬于危險化學(xué)品,在其生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售等環(huán)節(jié)均需通過嚴格的資質(zhì)認證,部分特定用途的特種氣體還需要另外經(jīng)過專項嚴格審核才可取得相應(yīng)用途的產(chǎn)品經(jīng)營資質(zhì)。
中國特種氣體于20世紀80年代隨著電子行業(yè)的發(fā)展而逐漸興起,雖然發(fā)展迅速,但如今國內(nèi)廠商特氣產(chǎn)品與國外相比仍較單一,且級別不高。在我國集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜等高端領(lǐng)域,海外大型氣體公司占據(jù)了80%以上的市場份額,尤其在極大規(guī)模集成電路、新型顯示面板等尖端應(yīng)用領(lǐng)域,存在較大的進口替代空間。近年來,隨著國內(nèi)特氣行業(yè)的經(jīng)驗積累、技術(shù)進步和政策影響,已逐步實現(xiàn)部分產(chǎn)品的進口替代,預(yù)計未來在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級過程中需要大量使用特種氣體,且其原料在國內(nèi)較容易獲得,因此傳統(tǒng)的國外公司生產(chǎn)及進口銷售的模式已跟不上國內(nèi)特種氣體大規(guī)模生產(chǎn)的步伐,預(yù)期中國的特種氣體會大量國產(chǎn)化。
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