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浙商证券-半导体行业电子气体深度报告:半导体材料·电子气体投资宝典-200324
2020-03-24 14:35:54  孙芳芳
研报摘要

  报告导读
  疫情放大供需矛盾+晶圆厂密集投产=电子特气国产代替速度超预期。
  投资要点
  疫情是催化剂,放大电子特气供需矛盾
  1、国内供给端减少:疫情导致国外电子特气制造、物流、运输等等环节受限。造成电子气体在供给端减少。
  2、国内需求端复苏:国内疫情控制效果明显,各个晶圆厂已经进入全面复工复产期,需求端全面复苏。
  3、供需矛盾被放大:疫情是催化剂,放大国内电子特气供需矛盾。国内需求增加,国外供给减少,电子特气迎来代替窗口期.
  新工厂是机会,电子特气迎来代替窗口
  1、新建晶圆厂投产:2020年~2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新星晶圆厂和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。
  2、特气代替窗口期:根据电子特气的特性来推断,新建晶圆厂将是电子特气国产代替的主要发展企业。国内新建晶圆厂的密集投产为电子特气打开了最佳代替窗口。
  部分完成代替,将迎来三百亿市场空间
  1、部分产品完成代替:国内少数电子气体已经完成突破,业绩爆发即将到来。国内电子特气代替主要有四种方式。第一,产能优势来降低成本进入国际主流晶圆厂。第二,通过收购国际知名企业直接打入核心供应链。第三,通过特定气体进入核心供应商。第四,业务扩展进入供应商名单。
  2、三百亿空间已到来:根据国内晶圆厂的建设速度和规划,预计2022年国内电子气体市场是2019年的两倍,电子气体市场迎来高速发展期。根据2019年的20亿美金的市场空间,预计2022年,中国大陆电子气体市场空间将会接近300亿元大关。
  关注电子气体标的
  部分实现国产替代代表厂商有华特气体(ASML供应商),雅克科技(科美特)、昊华科技(黎明院、光明院)、南大光电(飞源气体);以空分气体或者大化工进入半导体领域,代表企业有巨化股份(中巨芯)、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体等。
  风险提示:1)客户进展较慢;2)价格下降;3)景气度下行
  行业催化剂:1)晶圆厂建设超预期;2)国产替代率超预期
研报全文

浙商证券-半导体行业电子气体深度报告:半导体材料·电子气体投资宝典-200324

1/59行业研究类模板专题半导体行业报告日期:2020年3月24日半导体材料·电子气体投资宝典──电子气体深度报告行业企业研究|半导体行业|:孙芳芳执业证书编号:S1230517100001:021-80106039:sunfangfang@stocke.com.cn行业评级半导体看好相关报告1《半导体设备/材料迎来国产代替窗口期》2020.03.122《【浙商电子行业点评】GaN(氮化镓)市场的爆发前夜》2020.02.163《智能医疗:疫情过后的物联网新机会》2020.02.054《半导体行业处于上升轨道,各环节国产替代有序进行》2018.02.065《一周行业要闻及观点传递8.21-8.27》2017.08.28报告撰写人:孙芳芳数据支撑人:蒋鹏、胡硕秋报告导读疫情放大供需矛盾+晶圆厂密集投产=电子特气国产代替速度超预期。

投资要点疫情是催化剂,放大电子特气供需矛盾1、国内供给端减少:疫情导致国外电子特气制造、物流、运输等等环节受限。

造成电子气体在供给端减少。

2、国内需求端复苏:国内疫情控制效果明显,各个晶圆厂已经进入全面复工复产期,需求端全面复苏。

3、供需矛盾被放大:疫情是催化剂,放大国内电子特气供需矛盾。

国内需求增加,国外供给减少,电子特气迎来代替窗口期.新工厂是机会,电子特气迎来代替窗口1、新建晶圆厂投产:2020年~2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新星晶圆厂和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。

2、特气代替窗口期:根据电子特气的特性来推断,新建晶圆厂将是电子特气国产代替的主要发展企业。

国内新建晶圆厂的密集投产为电子特气打开了最佳代替窗口。

部分完成代替,将迎来三百亿市场空间1、部分产品完成代替:国内少数电子气体已经完成突破,业绩爆发即将到来。

国内电子特气代替主要有四种方式。

第一,产能优势来降低成本进入国际主流晶圆厂。

第二,通过收购国际知名企业直接打入核心供应链。

第三,通过特定气体进入核心供应商。

第四,业务扩展进入供应商名单。

2、三百亿空间已到来:根据国内晶圆厂的建设速度和规划,预计2022年国内电子气体市场是2019年的两倍,电子气体市场迎来高速发展期。

根据2019年的20亿美金的市场空间,预计2022年,中国大陆电子气体市场空间将会接近300亿元大关。

关注电子气体标的部分实现国产替代代表厂商有华特气体(ASML供应商),雅克科技(科美特)、昊华科技(黎明院、光明院)、南大光电(飞源气体);以空分气体或者大化工进入半导体领域,代表企业有巨化股份(中巨芯)、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体等。

风险提示:1)客户进展较慢;2)价格下降;3)景气度下行行业催化剂:1)晶圆厂建设超预期;2)国产替代率超预期证券研究报告半导体行业专题2/59正文目录1.电子气体是半导体制造的“血液”..............................................................................................71.1.集成电路是电子气体主要应用领域............................................................................................................................71.2.电子气体是电子制造的“血液”....................................................................................................................................91.2.1.刻蚀电子气体......................................................................................................................................................................111.2.2.化学沉积气体......................................................................................................................................................................121.2.3.离子注入气体......................................................................................................................................................................121.2.4.外延沉积气体......................................................................................................................................................................131.2.5.光刻镭射气体......................................................................................................................................................................131.2.6.惰性保护气体......................................................................................................................................................................142.半导体材料市场空间广泛.......................................................................................................152.1.中国半导体材料市场稳步增长..................................................................................................................................152.2.电子气体是半导体制造材料的第二大耗材..............................................................................................................162.3.政策引导,半导体材料将重点发展..........................................................................................................................172.4.中国电子气体市场空间巨大......................................................................................................................................182.4.1.中国大陆晶圆厂产能持续扩张..........................................................................................................................................182.4.2.产能扩张推动气体市场规模增长......................................................................................................................................203.电子气体制备壁垒高..............................................................................................................213.1.技术壁垒.....................................................................................................................................................................213.1.1.气体纯度壁垒......................................................................................................................................................................213.1.2.气体精度壁垒......................................................................................................................................................................223.2.黏性壁垒.....................................................................................................................................................................223.3.资质壁垒.....................................................................................................................................................................224.电子气体国产替代势在必行...................................................................................................234.1.国内企业奋起直追......................................................................................................................................................234.2.欧美企业寡头垄断......................................................................................................................................................244.2.1.美国空气化工产品..............................................................................................................................................................244.2.2.林德集团..............................................................................................................................................................................264.2.3.法国液空集团......................................................................................................................................................................274.3.日本电子特气..............................................................................................................................................................284.3.1.昭和电工..............................................................................................................................................................................284.3.2.太阳日酸..............................................................................................................................................................................304.3.3.关东电化工..........................................................................................................................................................................324.3.4.艾迪科..................................................................................................................................................................................33半导体行业专题3/594.4.中国电子特气企业......................................................................................................................................................354.4.1.中航重工(718所)...........................................................................................................................................................374.4.2.昊华科技..............................................................................................................................................................................374.4.3.华特气体..............................................................................................................................................................................404.4.4.雅克科技..............................................................................................................................................................................444.4.5.南大光电..............................................................................................................................................................................474.4.6.金宏气体..............................................................................................................................................................................494.4.7.巨化股份..............................................................................................................................................................................524.4.8.凯美特气..............................................................................................................................................................................534.4.9.三孚股份..............................................................................................................................................................................544.4.10.和远气体............................................................................................................................................................................56A股相关电子气体上市企业.......................................................................................................58图表目录图1:2018年中国特种气体下游细分领域占比.......................................................................................................................8图2:2017年中国高纯电子气体下游细分领域占比...............................................................................................................8图3:特种气体分类....................................................................................................................................................................8图4:各种电子气体在半导体制造种的作用..........................................................................................................................11图5:刻蚀气体的在刻蚀中的作用..........................................................................................................................................11图6:化学沉积气体的反应过程。

..........................................................................................................................................12图7:离子注入气体的反应过程。

..........................................................................................................................................12图8:外延气体的反应过程。

..................................................................................................................................................13图9:光刻气体反应过程..........................................................................................................................................................14图10:氮气作为清洗气体和保护气体....................................................................................................................................14图11:全球半导体材料销售额及增速(单位:十亿美金).................................................................................................15图12:各个国家和地区历年半导体材料销售额(单位:十亿美金).................................................................................15图13:2018年各个国家和地区的销售占比...........................................................................................................................15图14:半导体材料销售额和中国大陆占比(单位:十亿美金).................................................................................................15图15:2018年半导体材料消耗占比.......................................................................................................................................16图16:2018年半导体制造和封装材料占比...........................................................................................................................16图17:2018年全球半导体前道各材料市场比重...................................................................................................................16图18:全球半导体前道材料市场预测....................................................................................................................................16图19:2010~2024年全球晶圆厂产能增加量(单位:百万片/年,等效8寸晶圆)........................................................18图20:2010-2020中国半导体晶圆厂投资额(单位:亿美金)..........................................................................................18图21:国家大基金一期投资比例............................................................................................................................................18图22:集成电路用电子特体市场规模....................................................................................................................................20图23:中国电子气体市场规模和增速....................................................................................................................................20半导体行业专题4/59图34:气体合成流程................................................................................................................................................................21图25:气体混配流程................................................................................................................................................................21图26:中国大陆电子气体市场占比........................................................................................................................................23图27:企业营收持续增长........................................................................................................................................................25图28:企业净利润情况............................................................................................................................................................25图29:法国液空集团销售毛利率及净利率情况....................................................................................................................26图30:企业营收持续增长........................................................................................................................................................27图31:企业净利润情况............................................................................................................................................................27图32:法国液空集团销售毛利率及净利率情况....................................................................................................................28图33:企业营收持续增长........................................................................................................................................................29图34:企业净利润情况............................................................................................................................................................29图35:昭和电工销售毛利率及净利率情况............................................................................................................................30图36:日本太阳日酸110年发展历史....................................................................................................................................30图37:企业营收持续增长........................................................................................................................................................31图38:企业净利润情况............................................................................................................................................................31图39:日本太阳日酸销售毛利率及净利率情况....................................................................................................................32图40:企业营收持续增长........................................................................................................................................................33图41:企业净利润情况............................................................................................................................................................33图42:关东电化工销售毛利率及净利率情况........................................................................................................................33图43:企业营收持续增长........................................................................................................................................................34图44:企业净利润情况............................................................................................................................................................34图45:ADEKA销售毛利率及净利率情况.............................................................................................................................35图46:2019-2021年全球NF3市场供需结构.........................................................................................................................36图47:黎明院营业收入、毛利率、净利率情况....................................................................................................................40图48:黎明院板块构成收入占比............................................................................................................................................40图49:光明院营业收入、毛利率、净利率情况....................................................................................................................40图50:光明院板块构成收入占比............................................................................................................................................40图51:企业营收持续增长........................................................................................................................................................40图52:企业净利润情况............................................................................................................................................................40图53:企业营收持续增长........................................................................................................................................................44图54:企业净利润情况............................................................................................................................................................44图55:企业主营业务构成........................................................................................................................................................44图56:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................44图57:科美特历史营收和净利润情况(亿元)....................................................................................................................45图58:六氟化硫、四氟化碳、三氟化氮单价(万元/吨)...................................................................................................45图59:企业营收持续增长........................................................................................................................................................47图60:企业净利润情况............................................................................................................................................................47图61:企业主营业务构成........................................................................................................................................................47图62:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................47图63:企业营收持续增长........................................................................................................................................................49图64:企业净利润情况............................................................................................................................................................49图65:企业主营业务构成........................................................................................................................................................49图65:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................49图66:企业营收持续增长........................................................................................................................................................51半导体行业专题5/59图67:企业净利润情况............................................................................................................................................................51图68:企业主营业务构成........................................................................................................................................................51图69:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................51图70:企业营收持续增长........................................................................................................................................................53图71:企业净利润情况............................................................................................................................................................53图72:企业主营业务构成........................................................................................................................................................53图73:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................53图74:企业营收持续增长........................................................................................................................................................54图75:企业净利润情况............................................................................................................................................................54图76:企业主营业务构成........................................................................................................................................................54图77:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................54图78:企业营收持续增长........................................................................................................................................................56图79:企业净利润情况............................................................................................................................................................56图80:企业主营业务构成........................................................................................................................................................56图81:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................56图82:企业营收持续增长........................................................................................................................................................57图83:企业净利润情况............................................................................................................................................................57图84:企业主营业务构成........................................................................................................................................................57图85:企业销售毛利率与净利率情况....................................................................................................................................57表1:电子气体分类.....................................................................................................................................................................7表2:电子特种气体及电子大宗气体占比.................................................................................................................................7表3:集成电路线宽与电子气体纯度.........................................................................................................................................9表4:不同气体在半导体制造中的作用...................................................................................................................................10表5:2019年部分地区相关布局..............................................................................................................................................17表6:中国地区新增晶圆厂情况...............................................................................................................................................19表7:光刻气体种类...................................................................................................................................................................22表8:中国电子气体代表产品...................................................................................................................................................24表9:美国空气化工产品气体种类及应用领域.......................................................................................................................25表10:林德集团气体种类及应用领域.....................................................................................................................................26表11:法国液空电子材料种类及应用领域.............................................................................................................................27表12:昭和电工半导体材料种类及应用领域.........................................................................................................................29表13:日本太阳日酸气体种类及应用领域.............................................................................................................................31表14:关东化工气体种类及应用领域.....................................................................................................................................32表15:艾迪科半导体材料种类及应用领域.............................................................................................................................34表16:中航重工(718所)气体种类及应用领域..................................................................................................................37表17:昊华科技电子特气产能及应用领域.............................................................................................................................39表18:昊华科技电子特气对应的收入.....................................................................................................................................39表19:华特气体电子气体情况.................................................................................................................................................41表20:华特气体产品实现进口替代的具体过程和表现.........................................................................................................42表21:华特气体光刻气体销售情况.........................................................................................................................................42表22:华特气体下游客户及在手订单销售情况.....................................................................................................................43表23:华特气体特种气体销售情况.........................................................................................................................................43表24:科美特营收收入、成本预测.........................................................................................................................................46半导体行业专题6/59表25:科美特营收收入、成本预测.........................................................................................................................................46表26:企业的特气种类及产能情况.........................................................................................................................................48表27:飞源气体产品客户进展.................................................................................................................................................48表28:电子特种气体与电子大宗气体在不同应用领域占比.................................................................................................50表29:金宏气体特气收入主要来源.........................................................................................................................................50表30:企业的储备、在研产品/技术情况................................................................................................................................51表31:巨化股份(中巨芯)电子气体情况.............................................................................................................................52表32:凯美特气电子气体情况.................................................................................................................................................54表33:三孚股份电子气体情况.................................................................................................................................................56表34:和远气体特种气体产品构成情况.................................................................................................................................57表35:A股相关电子气体上市企业整理表.............................................................................................................................58半导体行业专题7/591.电子气体是半导体制造的“血液”1.1.集成电路是电子气体主要应用领域近年来,随着电子工业的快速发展,电子气体在半导体行业中的地位日益凸显。

广义的“电子气体”指电子工业生产中使用的气体,是最重要原材料之一,狭义的“电子气体”特指电子半导体行业用的特种气体。

《战略性新兴产业分类(2018)》在电子专用材料制造的重点产品部分将电子气体分为了电子特种气体和电子大宗气体。

电子特气是集成电路、平板显示、发光二极管、太阳能电池等半导体行业生产制造过程中不可或缺的关键性化工材料,被广泛的应用于清洗、刻蚀、成膜、掺杂等工艺。

在半导体工艺中,从芯片生长到最后器件的封装,几乎每一步、每一个环节都离不开电子特气,因此电子气体被称为半导体材料的“粮食”和“源”。

表1:电子气体分类电子气体分类类别用途产品电子特种气体化学气相沉积(CVD)氨气、氦气、氧化亚氮、TEOS(正硅酸乙酯)、TEB(硼酸三乙酯)、TEPO(磷酸三乙酯)、磷化氢、三氟化氯、二氯硅烷、氟化氮、硅烷、六氟化钨、六氟乙烷、四氯化钛、甲烷等离子注入氟化砷、三氟化磷、磷化氢、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氙气等光刻胶印刷氟气、氦气、氪气、氖气等扩散氢气、三氯氧磷等刻蚀氦气、四氟化碳、八氟环丁烷、八氟环戊烯、三氟甲烷、二氟甲烷、氯气、溴化氢、三氯化硼、六氟化硫、一氧化碳等掺杂含硼、磷、砷等三族及五族原子之气体,如三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼、磷化氢、砷化氢等电子大宗气体环境气、保护气、载体氮气、氧气、氩气、二氧化碳等资料来源:金宏气体、浙商证券研究所表2:电子特种气体及电子大宗气体占比领域电子特种气体电子大宗气体液晶面板30%-40%60%-70%集成电路约50%约50%LED、光伏50%-60%40%-50%资料来源:金宏气体、浙商证券研究所平面显示行业;电子气体主要以硅烷等硅族气体、PH3等掺杂气体和SF6等蚀刻气体为主。

在薄膜工序中,通过化学气相沉积在玻璃基板上沉积SiO2、SiNx等薄膜,使用的特种气体有SiH4、PH3、NH3、NF3等。

在干法刻蚀工艺中,在等离子气态氛围中选择性腐蚀基材。

通常采用SF6、HCl、Cl2等气体。

太阳能电池行业;在晶体硅电池片生产中,扩散工艺用到POCl3和O2,减反射层等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺用到SiH4、NH3,刻蚀工艺用到CF4。

薄膜太阳能电池则在沉积透明导电膜工序中用到二乙基锌(DEZn)、B2H6,在非晶/微晶硅沉积工序中用到硅烷等。

集成电路制造行业;与平面先是行业类似,通常应用在CVD,刻蚀等制造环节中,但是由于集成电路制造和平面显示的要求不同,复杂度不同,所以集成电路制造中需要的电子气体纯度更高,种类更多。

半导体行业专题8/59集成电路领域是电子气体的主要应用领域。

根据前瞻产业研究院的数据,我国特种气体的销售额中,电子行业约占41%,石油化工约占39%,医疗环保约占10%,其他领域约占10%。

在单纯电子气体领域,集成电路领域占比为42%,是最大的电子气体消耗领域。

其次是显示面板领域,占比约为37%。

最后是太阳能领域和LED领域,分别占比为13%和8%。

图1:2018年中国特种气体下游细分领域占比图2:2017年中国高纯电子气体下游细分领域占比电子行业,41%石油化工,39%医疗环保,10%其他,10%集成电路,42%显示面板,37%太阳能,13%LED,8%资料来源:前瞻产业研究院、浙商证券研究所资料来源:前瞻产业研究院、浙商证券研究所在集成电路产业使用的电子气体中可分为大宗气体(常用气体)和特殊气体两类。

大宗气体一般是以氮气(N2)、氧气(O2)、氩气(Ar)、氦气(He)、氢气(H2)等纯净气体为主。

大宗气体在半导体制造中主要有两种功能,一种是作为反应气体参与到化学反应中,比如氢气,氧气等等。

另外一种是作为保护气体使用的惰性气体,经常用在高温烘烤或清洗过程,这些气体一般是以惰性气体为主,比如氮气,氩气,氦气等等。

特殊气体以化合物气体为主,主要是集成电路制造中的反应气体。

比如硅烷(SiH4)、磷化三氢(PH3)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3),四氟甲烷(CF4)等等,这些气体主要是参与到芯片制造过程中的一些物质生成等等。

比如利用硅烷反应成成二氧化硅介质,利用四氟甲烷主要在干法刻蚀中,与被刻蚀物发生反应,从而达到刻蚀的目的。

图3:特种气体分类资料来源:浙商证券研究所电子特种气体广泛用于集成电路、显示面板、光伏能源、新能源汽车等领域,近年来下游产业技术快速更迭。

特别是在集成电路制造领域,随着制程节点的不断减小,从28nm制程到7nm制程。

在晶圆尺寸方面,从8寸晶圆到12寸晶圆。

特种气体作为集成电路制造的关键材料,伴随着下游产业技术的快速迭代,特种气体的精细化程度持续提高,特别是在纯度和精度方面,对特气的要求持续提高。

比如在纯度方面,普通工业气体要求在99.99%左右,但是在先进制程的集成电路制造过程中,气体纯度要求在6N(99.9999%)以上。

半导体行业专题9/59表3:集成电路线宽与电子气体纯度年份199920032006200920122014线宽/nm18013090654028临界颗粒尺寸/nm906545322014气体杂质含量大宗气体(N2、O2、H2、稀有气体)H2O/10-12<1000<100<100<100<100<100O2/10-12<1000<100<100<100<100<100CO2/10-12<1000<100<100<100<100<100CH4/10-12<1000<100<100<100<100<100大于临界尺寸颗粒(个/L)<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1腐蚀性气体(HCl、HBr等)金属总量/10-12<1000<1000<1000<200<200<200O2/10-9100-50050-10050-100<50<50<50H2O/10-9<500100-50050-10050-100<50<50大于临界尺寸颗粒(个/L)222222非腐蚀性气体金属总量/10-12<500<500<500<100<100<100O2/10-9<1000500-1000<500100-500<100<100H2O/10-9500-1000<500100-500<100<100<100大于临界尺寸颗粒(个/L)222222资料来源:CNKI、浙商证券研究所1.2.电子气体是电子制造的“血液”电子特种气体在集成电路制造中应用广泛,涉及到多个制造环节。

大宗气体中的惰性气体主要用作保护气。

氢气和氧气作为还原气体和氧化气体与其他物质发生化学反应。

在离子注入工艺中,用到氢化物气体作为磷源,硼源和砷源,形成P型和N型区域。

在刻蚀工艺中,需要用氟化物气体作为刻蚀气体。

在CVD工艺中,需要用硅烷和氯气等等。

在光刻过程中需要光刻气,Kr/Ne/Ar等混合气体作为光刻机的光源气体,另外,在清洗,氧化炉,退火等等制造过程也需要不同电子气体。

电子特种气体决定了集成电路的最终良率和可靠性。

由于电子气体用途多,用量大。

所以电子气体也直接决定了最终芯片的良率和可靠性,比如离子注入气体的氢化物气体浓度没有达到要求,那么在离子注入时,硅片的PN结浓度就会和理想值相差较远,造成电性偏移。

如果光刻气的配比出现偏差,将直接造成光刻机光源的波长发生变化,最终导致光刻线宽出现偏移。

如果CVD气体含有部分杂质,在薄膜沉积后,在绝缘层上会出现导电离子,造成短路现象。

所以电子气体直接影响芯片的最终质量。

正是因为电子气体在集成电路制造中的使用量大,应用范围广的特点。

所以电子气体直接决定了芯片制造的良率与可靠性等等。

所以电子气体也被誉为集成电路制造中的“血液”。

半导体行业专题10/59表4:不同气体在半导体制造中的作用电子气体分类气体化学式反应机理大宗气体惰性气体氮气N2排出才留在气体配送系统和工艺腔中的湿气和残余气体。

N2有时也作为某些沉积工艺的工艺气体氩气Ar在硅片工艺过程中用在工艺腔体中氦气He工艺腔气体,也用于真空室的漏气检查还原气体氢气H2外延层工艺的运载气体,也用于在二氧化工艺中与O2反应生成水蒸气。

氧化气体氧气O2工艺腔气体,氧化炉反应气体特种气体氢化物硅烷SiH4气相沉积工艺的硅源砷化氢AsH3N型硅片离子注入的砷源磷化氢PH3N型硅片离子注入磷源乙硼烷B2H6P型硅片离子注入的硼源原硅酸四乙酯(TEOS)Si(OC2H5)4气相沉淀工艺的二氧化硅四氯化硅SiCl4气相沉淀的硅源二氯硅烷(DCS)SiH2Cl2气相沉淀工艺的硅源氟化物三氟化氮NF3等离子刻蚀工艺中的氟离子源六氟化钨WF6金属沉积工艺的钨源四氟甲烷C2F4金属沉积工艺的氟源四氟化碳CF4金属沉积工艺的氟源四氟化硅SiF4沉积,离子注入和刻蚀工艺的硅和氟离子源三氟化氯ClF3工艺腔体清洁气体酸性气体三氟化硼BF3P型硅片离子注入的硼源氯气Cl2金属刻蚀中的氯源三氯化硼BCl3P型硅片离子注入的硼源和金属刻蚀中所用的氯源氯化氢HCl工艺腔体清洁气体和去污剂其他氨气NH3工艺气体用来和SiH2Cl2反应生产沉积所用的SiN3一氧化二氮N2O与硅反应生成二氧化硅的氮源一氧化碳CO用在刻蚀工艺中资料来源:《半导体制造技术》、浙商证券研究所半导体行业专题11/59图4:各种电子气体在半导体制造种的作用资料来源:浙商证券研究所1.2.1.刻蚀电子气体刻蚀过程需要电子气体与被刻蚀物发生化学反应。

刻蚀过程需要用到大量的氟碳类气体,比如六氟乙烷,四氟化碳,三氟甲烷,八氟环丁烷,八氟丁烷等等。

刻蚀气体与被刻蚀物发生化学反应,导致被刻蚀物消除。

在晶圆制造的刻蚀工艺中,特别是在干法刻蚀工艺中,为了得到定向刻蚀的目的,必须要利用电子特种气体在电离条件下形成等离子体,等离子体通过与被刻蚀物质产生化学反应或物理反应,除去被刻蚀的一部分。

在不同的刻蚀目标中也会使用不同的电子气体来发生反应。

比如在刻蚀Si的过程中,一般使用氟基气体,比如CF4。

先将CF4在电场作用下产生电离,将CF4气体变成等离子体,然后通过定向加速,与已经光刻显影好的晶圆发生反应。

在存在光刻胶区域,等离子刻蚀气体不会与硅界面发生反应。

但是在没有光刻胶的部分,当CF4与硅界面接触时,会发生化学反应生成SiF4和CO2,两者都是以气体形态存在,所以发生反应后马上挥发掉。

所以刻蚀完毕之后就会在原来的硅体上留下被刻蚀部分的界面。

图5:刻蚀气体的在刻蚀中的作用资料来源:中国产业信息网、浙商证券研究所由于刻蚀气体是与被刻蚀物产生的化学反应。

所以对于刻蚀气体的选择比要求较高。

比如在刻蚀介质层,如二氧化硅的过程中,往往是二氧化硅和硅是层叠关系,所以在刻蚀介质二氧化硅时,就必须选择一种高纯度气体只能和二氧化硅反应,却不能和硅发生反应。

通常选用CHF3和惰性气体混合的形式刻蚀SiO2。

然后通过控制功率和流速的方式控制刻蚀速率。

半导体行业专题12/591.2.2.化学沉积气体化学气相沉积(CVD)过程中的电子气体用来生成沉积薄膜;CVD是利用真空状态下,多种气体混合并发生化学反应最终将反应物沉积成膜的过程。

不同的沉积薄膜需要不同的电子气体,在SiO2的沉积中,会使用到硅烷,原硅酸四乙酯(TEOS)等等气体。

在氮化物沉积层中,使用氨气(NH3),硅烷,SiCl2H2,在钨沉积中使用WF6,硅烷,而TiN薄膜制备中需要TiCl4和氨气等等化学气相沉淀的反应物大部分都是以气体形态存在。

比如在二氧化硅介质(SiO2)和氮化硅(Si3N4)介质的生成过程中,常用的是CVD方法生成该层薄膜,辅助气体分别是高纯氧气,一氧化二氮,和氨气。

在反应的过程中,将反应气体按照特定比例混合在一起,然后通到反应腔中,再往反应腔通入辅助气体,在特定压力和温度下,会发生化学反应,SiH4+O2->SiO2+2H2生成SiO2,3SiH2Cl2+4NH3->Si3N4+6HCl+6H2生成Si3N4。

然后生成的目标介质沉积到下面的晶圆上,形成介质膜。

由于晶圆制造过程中所涉及到的沉积薄膜种类较多,每层要求不同,所以CVD需要的电子气体种类是最多的。

图6:化学沉积气体的反应过程。

资料来源:互联网、浙商证券研究所1.2.3.离子注入气体离子注入气体是在作为参杂气体注入到晶圆表面。

集成电路的最微观结构是由PN结构成的,分别为P型区和N型区。

而形成P型区和N型区的主要制造步骤就是离子注入。

在P型区,主要离子注入元素为硼(B),铟(In)。

气体主要为三氟化硼(BF3),乙硼烷(B2H6),磷化铟(InP)等等。

在N型区,主要离子注入元素为砷(As),磷(P)等等。

气体主要为砷化氢(AsH3),磷化氢(PH3)等等。

离子注入的方法是在真空中,将气体电离并加速,然后通过较大动能,直接进入到硅半导体中。

但是由于这样的轰击是纯粹的物理撞击,所以很容易引起硅晶格产生缺陷。

为了解决硅晶格缺陷问题,往往在离子注入过后进行,退火过程,来修复缺陷。

在退火过程中,也需要惰性气体进行保护。

部分离子注入气体具有很强的毒性,比如AsH3等气体,所以在制造和使用过程中具有很强的壁垒。

图7:离子注入气体的反应过程。

资料来源:电子发烧友、浙商证券研究所半导体行业专题13/591.2.4.外延沉积气体外延沉积气体是在硅晶圆表面生成外延层;外延层生长一般具有以下几种特性,低(高)阻衬底上外延生长高(低)阻外延层,P(N)型衬底上外延生长N(P)型外延层,与掩膜技术结合,在指定的区域进行选择外延生长,外延生长过程中根据需要改变掺杂的种类及浓度。

正是由于这些优点的存在,所以在一些制程中使用外延层来代替原有硅衬底。

起到提高芯片性能的目的。

在化合物半导体中,用外延层技术生长如GaAs等异质结构层。

与CVD类似,外延沉积也是通过多种气体化学反应的方式,将反应生成物沉积到晶圆表面的过程。

由于硅外延层一般沉积硅原子层,所以所用到的气体种类与CVD相比会相对较少。

常常用到四氯化硅(SiCl4),二氯二氢硅(SiH2Cl2),三氯氢硅(SiHCl3)作为硅源发生化学反应后生成硅,最后沉积到晶圆表面。

新生成的外延层硅与晶圆衬底硅,虽然元素相同,但是在电阻率,参杂浓度等方面,外延层是可控的,所以在一些制程中,要使用外延层作为芯片制造区域。

在GaN,GaAs和SiC等化合物半导体中,会沉积GaN,GaAs和SiC薄膜层。

会使用TMGa,NH3,AsH4,CH3SiCl3,H2等气体作为外延沉积气体。

图8:外延气体的反应过程。

资料来源:集贤网、浙商证券研究所1.2.5.光刻镭射气体光刻过程是半导体制造中最重要的过程,光刻直接决定了芯片线宽与可靠性。

其中光刻用电子气体(镭射气体)是用来产生光刻机光源的电子气体。

光刻气大多为混合气,用不同比例的不同气体混合在一起的电子气体混合物。

光刻气根据光刻光源波长的不同而不同。

常见光刻气包含Ar/F/Ne混合气,、Kr/Ne混合气、Ar/Ne混合气、Kr/F/Ne混合气,Ar/Xe/Ne混合气等等。

光刻气大部分为稀有气体,或稀有气体和氟的混合物,这种混合气体在高压受激发后,就会形成等离子体,在这个过程中,由于电子跃迁,会产生固定波长的光线。

光线的波长与混合器的比例,电压高低直接相关。

激发出来的光线经过聚合,滤波等过程就会产生光刻机的光源。

再经过复杂的光路对硅晶圆进行光刻。

半导体行业专题14/59图9:光刻气体反应过程资料来源:集贤网、浙商证券研究所1.2.6.惰性保护气体惰性保护气体不是严格意义上的化学惰性气体,元素周期表中的惰性气体特指氖气,氩气等等稀有气体。

但是由于稀有气体价格较贵,保护气体用量又很大,所以通常用氮气(N2)来代替稀有气体作为半导体制造中的保护气体。

惰性保护气体按照用途可以分为三类,保护作用,清洗作用和载气作用。

这三个作用都是利用氮气较稳定,不易与其他物质发生反应。

比如保护作用,在晶圆制造中,两个制造步骤之间的等待时间,需要用氮气保护晶圆。

在清洗作用中,在酸碱处理完毕后,需要清洗晶圆上遗留的杂质,这时候需要用超纯水和氮气对晶圆进行冲洗。

所以晶圆厂保护气体主要以氮气为主。

图10:氮气作为清洗气体和保护气体资料来源:浙商证券研究所半导体行业专题15/592.半导体材料市场空间广泛2.1.中国半导体材料市场稳步增长中国半导体材料市场稳步增长。

2018年全球半导体材料销售额达到519.4亿美金,同比增长10.7%。

其中中国销售额为84.4亿美金。

与全球市场不同的是,中国半导体材料销售额从2010年开始都是正增长,2016年至2018年连续3年超过10%的增速增长。

而全球半导体材料市场受周期性影响较大,特别是中国台湾,韩国两地波动较大。

北美和欧洲市场几乎处于零增长状态。

而日本的半导体材料长期处于负增长状态。

全球范围看,只有中国大陆半导体材料市场处于长期增长窗台。

中国半导体材料市场与全球市场形成鲜明对比。

图11:全球半导体材料销售额及增速(单位:十亿美金)图12:各个国家和地区历年半导体材料销售额(单位:十亿美金)-30%-20%-10%0%10%20%30%01020304050602000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018全球半导体材料销售额(单位:十亿美金)增长率02468101214中国台湾韩国日本北美欧洲中国大陆其他2006200720082009201020112012201320142015201620172018中国大陆持续增长一枝独秀北美、欧洲零增长日本负增长中国台湾,韩国波动性较大资料来源:Wind、浙商证券研究所资料来源:Wind、浙商证券研究所全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。

从各个国家和地区的销售占比来看,2018年排名前三位的三个国家或地区占比达到55%,区域集中效应显现。

其中,中国台湾约占全球晶圆的23%的产能,是全球产能最大的地区,半导体材料销售额为114亿美金,全球占比为22%,位列第一,并且连续九年成为全球最大半导体材料消费地区。

韩国约占全球晶圆的20%的产能,半导体材料销售额为87.2亿美金,占比为17%,位列第二名。

中国大陆约占全球13%的产能,半导体材料销售额为84.4亿美金,约占全球的16%,位列第三名。

但是长期来看,中国大陆半导体材料市场占比逐年增加,从2007年的占比7.5%,到2018年占比为16.2%。

全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。

图13:2018年各个国家和地区的销售占比图14:半导体材料销售额和中国大陆占比(单位:十亿美金)中国台湾,22%韩国,17%日本,15%北美,11%欧洲,7%中国大陆,16%其他,12%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%01020304050602006200720082009201020112012201320142015201620172018中国台湾日本北美欧洲韩国中国大陆其他中国大陆占比资料来源:中国产业信息网、浙商证券研究所资料来源:Wind、浙商证券研究所半导体行业专题16/592.2.电子气体是半导体制造材料的第二大耗材半导体制造材料占比逐年增加。

半导体材料可分为封装材料和制造材料(包含硅片和各种化学品等等)。

从长期看,半导体制造材料和封装材料处于同趋势状态。

但是从2011年之后,随着先进制程的不断发展,半导体制造材料的消耗量逐渐增加,制造材料和封装材料的差距逐渐增加。

2018年,制造材料销售额为322亿美金,封装材料销售额为197亿美金,制造材料约为封装材料的1.6倍。

图15:2018年半导体材料消耗占比图16:2018年半导体制造和封装材料占比051015202530352000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018晶圆制造材料(十亿美金)封装材料(十亿美金)差额逐年增加晶圆制造材料,62%封装材料,38%资料来源:wind、浙商证券研究所资料来源:中国产业信息网、浙商证券研究所气体是晶圆制造中第二大耗材。

根据2018年销售数据,制造材料中,硅晶圆作为半导体的原材料,占比最大,达到37%,销售额为121亿美金。

电子气体由于在制造过程中使用的步骤较多,所以消耗量远远高于其他材料,占比为13%,销售额达到43亿美金。

气体(包含高纯和混合气体)是晶圆制造中最常用的制造材料,做为半导体材料中的核心原料,消耗金额是除硅晶圆之外的第一大材料。

常常使用在光刻,刻蚀,CVD/PVD等等步骤。

特别是在集成电路制造环节,高纯大宗气体如N2、H2、O2、Ar、He等,常常使用在高温热退火,保护气体,清洗气体等等环节。

高纯电子特种气体在制造环节使用较多,也是常说的电子气体,比如离子注进、气相沉积、洗涤、遮掩膜形成过程中使用到一些化学气体,常见的有SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCl3、BF3、HCl、Cl2等,在IC生产环节中,使用的电子气体有差不多有100多种,核心工段常见的在40-50种左右。

随着半导体集成电路技术的发展,对电子气体的纯度和质量也提出了越来越高的要求。

电子气体的纯度每提升一个数量级,对下游集成电路行业都会产生巨大影响。

2014年国家发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》并设立了集成电路产业投资基金,根据规划,我国集成电路销售额年均增速将保持在20%左右,预计2020年将达到8,700亿元。

若半导体用电子气体保持同样稳定的增速,国内半导体用电子气体市场将在2020年翻番。

图17:2018年全球半导体前道各材料市场比重图18:全球半导体前道材料市场预测晶圆,37%光罩,12%光刻胶,5%光刻胶辅材,7%化学试剂,7%电子气体,13%靶材,2%CMP材料,7%其他材料,10%-5%0%5%10%15%20%05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,0002013201420152016201720182019F2020F晶圆光罩光刻胶光刻胶辅材化学试剂电子气体靶材CMP材料其他材料增长率(%)百万美金资料来源:SEMI、浙商证券研究所整理及预测资料来源:SEMI、浙商证券研究所整理及预测半导体行业专题17/592.3.政策引导,半导体材料将重点发展自中美贸易摩擦以来,中国大陆大力发展半导体,集成电路产业,并成立大基金投资半导体相关企业。

同时,国家出台相关政策,积极刺激半导体产业发展。

先后颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》等政策。

各地方政府为培育增长新动能,积极抢抓集成电路新一轮发展机遇,促进地区集成电路产业实现跨越式发展,也不断出台相关政策支撑集成电路产业的发展。

国家政策密集颁布:2014年工业和信息部、发展改革委、科技部、财政部等多部门联合发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》中,明确了我国集成电路的发展目标;在2015年发布的《中国制造2025》中提出中国芯片自给率要在2020年达到40%,2025年达到70%;在2018年政府工作报告中,更是明确提出要推动集成电路产业的发展。

地方推进政策落地;全国多地在政府工作报告中纷纷提及集成电路产业,可见集成电路产业将成为近期地方政府工作重点。

具体措施主要包括:加快重大项目落地与建设,集中力量实现现有项目突破,完善相关产业平台、产业基金等。

地方政府扶持首先有利于重点集成电路项目开展,其次有利于各地方集成电路企业经营。

表5:2019年部分地区相关布局地区相关布局安徽省加快发展人工智能产业和数字经济。

建设超级计算中心。

扩大4G网络覆盖面,加快4G商用步伐。

打牢资源型数字经济基础,推动大数据产业集聚发展,支撑云计算大数据生产应用中心、大数据存储基地建设湖北省确保华星光电T4,京东方10.5代线等一批重大项目如期建成。

集中力量推进武汉新芯二期,天马柔性屏等重大产业项目陕西省要发展壮大新一代信息技术产业集群,抓好SAMSUNG二期,华天集成电路封装测测,等重大项目建设四川省加快推进紫光程度集成电路、中国电子8.6代液晶面板生产线、眉山信利高端显示等项目建设广东省扎实抓好富士康广州10.5代线、广州乐金OLED、深圳华星光电11代线等项目建设,支撑珠海集成电路全产业链项目、东莞紫光芯云产业城、佛山“机器人谷”等建设北京市不断壮大高精尖产业。

加快5G、工业互联网等新型基础设施建设,继续大力拓展各类创新技术的应用场景建设。

推动新能源汽车、超高清显示设备、集成电路生产线、第三代半导体、“无人机小镇”等重大项目落地上海市巩固提升实体经济能级。

加快落实集成电路、人工智能、生物医药等产业政策,深入实施智能网联汽车等一批产业创新工程,推动中芯国际,和辉二期等重大产业项目加快量产,实现集成电路14nm生产工艺量产。

天津市大力实施项目带动战略,发挥滨海新区及开发区、保税区、高新区等功能区项目建设主战场作用,加快中环高端半导体产业园、中芯国际扩建等重大项目建设。

重庆市构建“芯屏器核网”全产业链。

“芯”就是要完善集成电路设计。

制造,封装测试,材料等上下游全链条,培育高端功率半导体芯片和存储芯片等项目,抓好联合微电子中心,樱桃特人FPGA中国创新中心等项目珠海市紧抓集成电路设计换机,集中力量引进集成电路全产业链项目,建设集成电路高端设计与制造基地资料来源:浙商证券研究所半导体材料领域投资较少;虽然在半导体集成电路领域投资较多,但是在基础科学,特别是在半导体材料领域投资较少,再加上国内半导体材料大多集中于面板制造材料,在要求更高的半导体制造材料领域研究较少。

所以相对于集成电路设计,制造和封测产业,中国大陆半导体材料领域底子薄,发展慢。

半导体材料迎来重大利好;2020年3月3日,国家科技部等五部委发布《加强“从0到1”基础研究工作方案》。

方案指出国家科技计划突出支撑关键核心技术中的重大科知识题。

面向国家重大需求,对关键核心技术中的重大科知识题给予长期支撑。

重点支撑人工智能、网络协同制造、3D打印和激光制造、重点基础材料,先进电子材料、结构与功能材料、制造技术与关键部件、集成电路和微波器件,高端医疗器械、重大科学仪器设备等重大领域,推动关键核心技术突破。

半导体行业专题18/592.4.中国电子气体市场空间巨大2.4.1.中国大陆晶圆厂产能持续扩张全球晶圆产能将迎来爆发式增长。

根据ICInsight统计,由于2019年上半年,中美贸易战的不确定性,全球各大晶圆厂都推迟了产能增加计划,但是并没有取消。

随着2019年下半年中美贸易的复苏和5G市场的爆发,2019年全年全球晶圆产能还是维持了720万片的增加。

但是随着5G市场的换机潮来领,全球晶圆产能将在2020年至2022年迎来增加高峰期,三年增加量分别为1790万片,2080万片和1440万片,在2021年将创下历史新高。

这些晶圆产能将会在韩国(SAMSUNG,海力士),中国台湾(台积电)和中国大陆(长江存储,长鑫存储,中芯国际,华虹半导体等等)。

其中中国大陆将占产能增加量的50%。

图19:2010~2024年全球晶圆厂产能增加量(单位:百万片/年,等效8寸晶圆)051015202520102011201220132014201520162017201820192020F2021F2022F2023F2024F资料来源:ICInsights、浙商证券研究所中国大陆晶圆厂建设将迎来高速增长期。

从2016年开始,中国大陆开始积极投资建设晶圆厂,陆续掀起建厂热潮,根据SEMI预测,2017-2020年全球将建成投产62座晶圆厂,其中中国有26座,占总数的42%。

2018年建造数量为13座,占到了扩产的50%。

扩产的结果势必导致晶圆厂的资本支出和设备支出的增加。

据SEMI预计,到2020年,中国大陆晶圆厂装机产能达到每月400万片8寸等效晶圆,与2015年的230万相比,年复合增长率为12%,增长速度远远高过其他地区。

同时,国家大基金也对半导体制造业大力投入,在大基金一期投资中,其中制造业占比高达67%,远远高于设计业和封测业。

图20:2010-2020中国半导体晶圆厂投资额(单位:亿美金)图21:国家大基金一期投资比例-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%02040608010012014016018020102011201220132014201520162017201820192020F中国半导体晶圆厂投资(亿美金)YOY(%)制造类,67%设计类,17%封测类,10%装备材料,6%资料来源:SEMI、浙商证券研究所资料来源:浙商证券研究所半导体行业专题19/59表6:中国地区新增晶圆厂情况企业地区投资金额月产能(万片)制程节点进展中芯国际北京50.18um~55nm运行中中芯国际(多数控股)北京3.565nm~28nm运行中中芯国际S2A上海1FinFET研发中中芯国际SN1上海102亿美金3.514-10nmFinFet扩产中中芯国际SN2上海3.528nm-14nmCMOS设备已搬入中芯国际深圳106亿美金0.590-10nmCMOS运行中华虹宏力(华虹Fab7)无锡100亿美金490-65特色工艺试生产华力微电子(华虹Fab5)上海219亿元3.555-28nmCMOS运行中华力微电子(华虹Fab6)上海387亿元420nm-14nmCMOS开工紫光集团南京300亿美金10DRAM/NAND建设中紫光集团成都300亿美金10DRAM/NAND建设中武汉新芯武汉7NorFlash扩产中长江存储武汉240亿美金1214-20nm运行中武汉弘芯武汉14~65nm,成熟工艺和RF设备搬入晋华集成泉州370亿元632-20nmDRAM建设中合肥长鑫合肥72亿美金12.519nmDRAM良率提升及量产准备中晶合集成合肥128亿元665nmLCD驱动运行中联芯集成厦门62亿美金540-28nmCMOS运行中台积电南京70亿美金1216nm运行中SAMSUNG(一期)西安100亿美金1020-10nmNAND运行中SAMSUNG(二期扩建)西安70亿美金1020-10nmNAND在建中格芯程度2+60.18-0.13及22nmFD-SOI停工海力士无锡1090-40DRAM运行中海力士无锡45-25nmDRAM扩建中AOS重庆10亿美金7功率器件试生产粤芯广州70亿元30.18-0.13CMOS已投片积塔半导体上海6建设中江苏时代淮安130亿元1相变存储器运行中德淮半导体淮安25亿美金2cis,CMOS运行停摆中士兰微厦门170亿元890-65nm特色工艺在建中英特尔大连1260-40nmNand扩建中芯恩集成青岛150亿元512英寸DSP,ADC等等2019.10一期完成封顶矽力杰青岛180亿元4模拟IC在建中资料来源:ICInsights、各大企业官网、网络公开信息、浙商证券研究所半导体行业专题20/59截至到2019年底,中国仍有9座8寸晶圆厂和10座12寸晶圆厂处于在建或者规划状态。

另外,由于目前中国大多数12寸晶圆厂处于试量产或者小批量量产状态,处于产能底部。

在得到客户的产品验证和市场验证之后,将会迎来产能爬坡阶段,将会对上游原材料出现巨大需求。

2.4.2.产能扩张推动气体市场规模增长中国大陆电子气体市场规模占比不断提升。

据前瞻产业研究院的数据,中国电子特气的市场规模在不断增加,从2014年的13.40亿美金增长到了2018年的20.04亿美金,占全球的比重从38.5%提升到44.4%。

未来随着产能的不断提升,比重也会随之增加。

图22:集成电路用电子特体市场规模图23:中国电子气体市场规模和增速34%36%38%40%42%44%46%0102030405020142015201620172018中国电子特气市场规模(亿美金)其他国家和地区电子特气市场规模(亿美金)中国大陆所占比重(%)0%5%10%15%20%25%050100150200250300350400450201720182019E2020E2021E2022E中国电子气体市场规模(亿元)YOY(%)资料来源:SEMI、浙商证券研究所资料来源:卓创资讯、浙商证券研究所2020年~2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期,以长江存储,长鑫存储等新星晶圆厂和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。

以12寸等效产能计算,2019年中国的大陆产能为105万片/月,大家预计至2022年大陆晶圆厂产能增至201万片/月。

据国内晶圆厂的建设速度和规划,预计2022年国内电子气体市场是2019年的两倍,电子气体市场迎来高速发展期。

根据2019年的20亿美金的市场空间,预计2022年,中国大陆电子气体市场空间将会接近40亿美金,将会接近300亿元大关。

半导体行业专题21/593.电子气体制备壁垒高3.1.技术壁垒3.1.1.气体纯度壁垒特种气体制造工艺复杂;特种气体的主要生产流程包括气体合成,气体纯化,气体混配和气瓶处理。

气体合成是指将原料气体在特定压力,温度和催化剂的条件下,发生化学反应,生成目标气体,此时的目标气体是气体粗产品,纯度不能达到下游要求,所以不能直接使用。

得到气体粗产品之后,再将粗产品进行纯化,得到高纯气体。

主要纯化的方式就是通过精馏,吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品,气体混配是将两种或两种以上有效组分气体按照特定比例混合,得到多组分布的混合气体。

气瓶处理是根据载气性质及需求的不同对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程,以保证气体存储、运输过程中产品的稳定。

图24:气体合成流程图25:气体混配流程资料来源:华特气体招股书、浙商证券研究所资料来源:华特气体招股书、浙商证券研究所特种气体纯化是气体制造的主要技术壁垒。

在普通工业领域中,对于特种气体的纯度要求在99.99%以内。

但是在电子级,特别是在半导体芯片制造领域,由于芯片制造技术已经发展到纳米级别,所以气体纯度也必须在ppt级别以上。

气体中的杂质含量过多,就会严重影响芯片良率和可靠性。

电子气体的纯度要求也越来越高,经常需要6N级(99.9999%)甚至更高的纯度,并且对电子气体质量的稳定性要求也越来越苛刻。

10纳米以下的先进制程对于杂质过滤的要求也越来越高,晶圆厂生产环境纯净度必得再度提升,才能确保半导体晶圆不受污染,提升生产良率。

从28纳米走到7纳米,产品的金属杂质要求须下降100倍,污染粒子的体积也必须要缩小4倍,而随着制程走到10纳米以下,对于洁净度要求只会愈来愈严格,例如28纳米晶圆可能可以有10个污染粒子,但7纳米晶圆上只能有1个。

采用先进制程的晶圆,其薄膜层非常薄,对氧气十分敏感,很容易被氧化,因此对晶圆制作的特种气体需求更大,未来的3/5纳米已经进入原子等级的尺度。

所以,特种气体供应商能否提供更高纯度的气体是能否打入国际主流晶圆厂的关键条件。

半导体行业专题22/593.1.2.气体精度壁垒准确控制不同气体的配比精度是另一壁垒;对于混配气体而言,配比的精度是核心参数。

气体混配是指根据不同需求,运用重量法、分压法、动态体积法等方法,将两种或两种以上组分的气体按照特定比例混合,对配制过程的累计误差控制、配制精度、配制过程的杂质控制等均有极高要求。

随着产品组分的增加、配比精度的上升,常要求气体供应商能够对多种ppm乃至ppb级浓度的气体组分进行精细操作,其配置过程难度与复杂程度也显著增大。

特别是对于光刻气体而言,混合气体的精度控制更加重要。

光刻气包含Ar/F/Ne混合气,、Kr/Ne混合气、Ar/Ne混合气、Kr/F/Ne混合气等等产品。

表7:光刻气体种类光刻气种类对应气体应用机理Ar/F/Ne混合气氩气/氟气/氖气光刻机是半导体制造的核心设备,光刻气体是光刻机产生深紫外激光的光源。

不同的光刻气能产生不同波长的光源,其波长直接影响了光刻机的分辨率,是光刻机的核心之一Kr/Ne混合气氪气/氖气Ar/Ne混合气氩气/氖气Ar/Xe/Ne混合气氩气/氙气/氖气Kr/F/Ne混合气氪气/氟气/氖气资料来源:华特气体招股说明书,浙商证券研究所这些混合气体是通过外加能量比如强电场,使其发生电子跃迁产生固定波长的光谱,这些光谱就是光刻机用于光刻的光线。

如果混合器精度与要求精度相差偏大,就会造成光刻机生成光线的波长出现偏差,从而严重影响光刻机分辨率。

一般要求光刻气体的混配误差要求在正负2%,并且组分气体的纯度从5N5(99.9995%)到6N(99.9999%)的范围。

同时对于冲装管路上的颗粒物也有过滤控制。

3.2.黏性壁垒客户认证是电子气体行业的壁垒;有电子气体用于最先进的晶圆制造和LED,面板显示领域。

所以电子气体的质量将会对最终产品产生巨大影响,甚至整条产线停工的事件。

所以下游客户对于电子气体供应商而言,选择新供应商较为慎重,而且必须经过严格的质量验证过程。

认证时间久,要求严苛;对于光伏能源,光纤光缆,领域的认证周期约为0.5至1年的时间,显示面板通常为1-2年,集成电路由于要求较高,认证周期能达到2-3年时间;认证阶段内,电子气体供应商没有该客户的收入,需要电子气体企业有庞大的资金优势。

并且为了电子气体能够有充分的质量保障,往往对于新供应商的气体认证要求比现有量产气体的要求更加严苛。

对于新气体供应商来说认证的周期长和认证严苛是主要壁垒。

电子气体供应商与客户粘性大;一般情况下,为了保持气体供应稳定,下游客户与电子气体供应商一旦建立供应关系后,不会轻易更换供应商,且双方建立反馈机制,满足个性化需求,电子气体供应商与客户的粘性不断增加。

新供应商如果加入到供应商行列,必须提供比原有供应商更加紧密的合作关系和更高的气体质量。

所以电子气体行业,进入壁垒较高。

3.3.资质壁垒电子气体的生产,制造,运输有严格的资质审查;由于电子气体属于危险化学品,部分气体有易燃易爆,并且属于毒性巨大的危险化学品(如氯气)。

所以在生产,制造,运输整个产业链都必须有严格的资质认证。

取得《安全生产许可证》,《危险化学品经营许可证》等多项资质。

不仅仅对企业生产条件和生产环境进行评估,还要对生产人员的安全意识,生产危险化学品的个人资质认证。

这些严格的资质审核是新进电子气体企业的资质壁垒。

半导体行业专题23/594.电子气体国产替代势在必行4.1.国内企业奋起直追电子气体市场被国外垄断。

国内对于特种气体的需求于20世纪80年代随着国内电子行业的兴起而逐步发展,并且随着医疗、食品、环保等行业的发展其应用领域和产品种类不断丰富。

电子特气从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒,市场准入条件较高,在国际上被几家跨国企业垄断。

我国发展的早期由于技术、工艺、设备等多方面差距明显,电子特气产品基本依赖进口。

直到2017年,空气化工集团、液化空气集团、大阳日酸株式会社、普莱克斯集团、林德集团(后收购普莱斯克集团)等国外气体企业的在中国电子气体市场上份额占比仍然超过80%,国内气体企业市场份额占比仅为12%。

电子气体长期处于“卡脖子”状态。

图26:中国大陆电子气体市场占比美国空气化工集团,25%液化空气集团,23%太阳日酸株式会社,17%普莱克斯集团,16%林德集团,7%国内气体企业,12%资料来源:卓创资讯、浙商证券研究所日韩材料摩擦:半导体材料国产化是必然趋势;2019年7月份,在日韩贸易争端的背景下,日本宣布对韩国实施三种半导体产业材料实施禁运,包含刻蚀气体,光阻剂和氟聚酰亚胺。

韩国是全球存储器生产基地,显示屏生产基地,也是全球晶圆代工基地,SAMSUNG,海力士,东部高科等一大批晶圆代工厂和显示屏厂都需要日本的半导体材料。

这三种材料直接掐断了韩国存储器和显示屏的经济支柱。

在禁运之后,韩国半导体产业面临空前危机,一时间,SAMSUNG半导体,海力士等全球存储器龙头都处于时刻停产危机,SAMSUNG本身的材料存货只能支撑3个月的生产。

SAMSUNG,海力士高管也是频频去日本交涉。

同为美国重要盟友的日韩之间尚且如此,尚在发展初期的中国科技产业更需要敲响警钟。

目前中国大陆对于电子材料,特别是电子特气方面对国外依赖较高。

所以在半导体材料方面的国产代替是必然趋势。

中美贸易摩擦:电子特气国产代替正在全面开展;自从中美贸易摩擦依赖,中国大陆积极布局集成电路产业。

在半导体材料领域,电子气体作为是集成电路制造的“血液”,是国产代替重要环节,也是必将国产化的产品。

电子特气贯穿半导体各步工艺制程,决定了集成电路的性能、集成度、成品率。

电子特气产品若不合格会导致产品严重缺陷,或整条生产线被污染乃至全面瘫痪。

当今,中国通过国家集成电路产业投资基金(大基金)撬动全社会资源对半导体产业进行投资和扶持,在电子特气领域也积极布局,入股雅克科技等电子气体企业,力图实现电子气体自主可控。

同时,国内其他电子气体企业抓住晶圆制造扩产的百年机遇,积极发展电子气体业务,争取打进国内新建晶圆厂的供应链。

电子气体的国产化正在全面展开。

随着关键技术的陆续突破,中国已经陆续出现了一批高水平的电子气体企业。

尽管仍然与国际先进水平仍然有差距,但是在政策的支撑和自身的不懈努力之下,中国已经有一批气体企业陆续突破了关键技术,各自在不同的单品气体产品上实现了自主化。

半导体行业专题24/59表8:中国电子气体代表产品企业名称代表产品中船重工集团718所NF3、WF6昊华科技(黎明院、光明院)CF4、SF6、硒化氢、硫化氢华特气体CHF3、C4F8、光刻气雅克科技四氟化碳,六氟化硫南大光电(飞源气体)砷烷,磷烷,三氟化氮,六氟化硫巨化股份(中巨芯)磷化氢氯乙烷、一氧化碳、硫化氢三孚股份SiH2Cl2、SiHCl3凯美特气氦、氖、氩、氪、氙稀有气体、同位素气体和远气体氢气、氦气上海正帆ASH3北京绿菱CHF3含氟有机气体中宁硅业SiH4首山科技SiH4海宁英德赛NH3金宏气体NH3大连科利德NH3浙江半导体材料研究所SiH4资料来源:浙商证券研究所4.2.欧美企业寡头垄断欧美气体企业以空气分离业务为主,在国际气体市场中占有寡头地位。

液化空气集团2016年5月23日以134亿美金收购Airgas后,确定其在全球的领导地位。

然而,普莱克斯与林德的900亿美金合并创建了新的综合实体,林德和普莱克斯超越法国竞争对手液化空气,成为世界级最大的氧气,氮气和氦气供应商,改变了液化空气集团作为全球工业气体的主导力量。

合并后的企业将在所有主要地区和终端市场中占据强势地位。

由于规模经济效应,整合后的国际气体市场格局将在相当一段时间内保持被四大气体企业(空气化工,液化空气,林德&普莱克斯和太阳日酸)寡头垄断的局面。

4.2.1.美国空气化工产品空气化工产品(APD)在1940年成立于美国宾州,1980年在纽交所上市,是全球第三大气体供应商。

空气化工业务遍布全球,销售和服务空分气体、特种气体、气体设备等。

该企业为数十个行业提供工业气体和相关设备,包括半导体集成电路行业。

2019年度企业实现的营业收入为630.82亿元,同比下降0.13%,净利润为124.48亿元,同比下降17.51%。

APD企业是世界大宗工业气体巨头,也是电子特种气体行业的先驱。

早在1990年代APD企业就将最早用于激光武器的三氟化氮用于半导体工业中性能优异的腔室清洗材料,并在这一领域成为全球领先的生产商。

但是在2016年10月,APD企业将服务于半导体制程行业的化合物特种气体业务剥离,单独成立VersumMaterials(于2019年10月被德国达姆塔特MerckKGaA并购),同时将其位于安徽芜湖的氨气制备生产线100%所有权售与三安光电,从此将业务聚焦于大宗工业气体与稀有气体的生产与销售。

APD企业主要生产大宗工业气体和稀有气体。

大宗工业气体包含氧气,氮气和氩气等气体,也包含氢气、氦气、二氧化碳、一氧化碳和合成气等工业气体。

稀有气体包含氖气和氪气等稀有气体。

在电子行业上,氮,氢和氩主要用半导体行业专题25/59于提高集成电路引脚的焊接以及集成电路封装中的键合焊接工艺的质量和可靠性。

在半导体制程行业中,几乎所有的制造过程都需要使用大量氮气,以净化和抑制化学敏感工序。

同时氖,氪和氙等稀有气体则可以作为激光器的保护气体。

这种激光器光刻流程中有着重要作用。

表9:美国空气化工产品气体种类及应用领域美国空气化工应用范围细分应用领域氩气电子,包装,组装和测试无源元件印刷电路板组装与测试半导体/IC测试,组装和封装霓虹灯/K气/氙气电子产品稀有气体可用于许多电子应用,例如:受激准分子激光器,用于半导体制造的激光器中使用的缓冲气体,DRAM集成电路的深沟槽蚀刻,聚焦蚀刻工艺以及等离子面板显示器。

镭射基于氖的准分子激光器用于蚀刻硅片,LASIK眼科手术,微加工有机材料,集成电路制造中的UV光刻,微钻孔,用于光学阅读器的He/Ne混合物以及晶片切割。

科学研究期间还使用气激光器来产生白光激光器和灯光秀。

照明用于明亮的白光和持久的白炽灯泡,以及摄影照明应用。

霓虹灯用于招牌照明。

体育馆汽车HID,前大灯,IMAX影院,摄影和其他集中的强光应用都依靠氙气来满足照明需求。

多年来,AirProducts已成为众多大型照明企业的供应商。

氢气电子,包装,组装和测试无源元件印刷电路板组装与测试半导体/IC测试,组装和封装氮气电子,包装,组装和测试无源元件印刷电路板组装与测试半导体/IC测试,组装和封装氧气能源功率发电量电力技术资料来源:空气化工产品、浙商证券研究所图27:企业营收持续增长图28:企业净利润情况-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%01002003004005006007008002007200820092010201120122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%0501001502002502007200820092010201120122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:空气化工产品、浙商证券研究所资料来源:空气化工产品、浙商证券研究所半导体行业专题26/59图29:法国液空集团销售毛利率及净利率情况05101520253035402007200820092010201120122013201420152016201720182019销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:空气化工产品、浙商证券研究所4.2.2.林德集团林德集团1879年成立于英国,1992年在纽交所上市,2018年与气体行业巨头普莱克斯合并,成为全球最大的工业气体供应商。

林德集团气体业务遍布全球,也是最早进入中国的、布局最多的气体行业外资巨头,亚太市场也是其增长最快的市场。

林德集团主要产品包括氧气、氮气、氩气、稀有气体、碳氧化物、氦气、氢气、电子气体、特种气体等。

2019年度企业实现的营业收入为1969.24亿元,同比增长90.27%%,净利润为159.41亿元,同比下降47.84%。

成立联华林德,主攻中国市场;林德主要分为三大业务部门,工业气体与医疗健康部门、工程部门和其他部门。

联华林德是德国林德集团跟台湾联华实业企业的合资企业,主要服务于中国大陆和台湾的客户。

联华林德自1984年以来,一直引领着中国大陆和台湾的气体供应,并获得了中国大陆和台湾的大宗气体市场份额第一;电子特种气体市场份额第五的成绩。

针对半导体,联华林德能提供涵盖所有制造工艺的电子特种气体广泛的产品组合和大宗气体解决方案;面向平板显示领域,联华林德则有强大的N2O供应能力,还有专利的合成和纯化技术;在太阳能领域,则有硅烷(SiH4)和氨气(NH3)的全球供应网络;针对LED,则有全系列大宗气体(氮气、氢气)和特种气体(AsH3,PH3,NH3等)的供应。

在这些市场上,除了台积电,中芯国际、长江存储、长鑫科技以外,Intel大连、Samsung苏州,京东方、华星光电都是林德集团服务过得客户。

表10:林德集团气体种类及应用领域林德集团主要产品应用领域大宗气体氮,二氧化碳,氦,氢,氩,氧清洁,光刻用激光源稀有气体与卤素气体混合物氙氯,氪氟,氩氟光刻用全频谱激态原子激光源特种电子气体氨气,二氯甲烷,乙硅烷,六氯乙硅烷甲基硅烷,一氧化氮,一氧化二氮,硅烷,三氯氢硅,三甲基硅烷,六氟化钨半导体沉积三氯化硼,二氧化碳,一氧化碳,氧气,三氟化氯,二氟甲烷,氟气,氯氟混气,六氟丁二烯卤碳,六氟乙烷卤碳,溴化氢,硼化氢,氯化氢,氟化氢,氟甲烷-二氟乙烷-卤碳,三氟化氮,八氟环丁烷-卤碳,八氟环戊烯-卤碳,八氟丙烷-卤碳,四氟化硅,六氟化硫,四氟甲烷-卤碳,三氟甲烷-卤碳,二氟化氙半导体刻蚀砷化氢,硼十一化三氟,二硼烷,三苯基锗烷,磷化氢,三甲基硼半导体掺杂资料来源:林德集团、浙商证券研究所半导体行业专题27/594.2.3.法国液空集团法国液空集团1902年成立于法国巴黎,2007年在巴黎股票市场上市,在林德集团与普莱克斯合并前是全球市值最大的气体供应商。

2016年法国液化空气集团(AirLiquide)成功收购美国Airgas企业,交易金额134亿美金。

Airgas企业98%的营收来自美国,拥有员工17000名,历史上经过400多次的兼并收购,于2009年上市,进入标普指数企业之一。

液化空气集团气体业务遍布全球,主要为冶金、化工、能源等行业客户供应氧气、氮气、氩气、氢气、一氧化氮等产品,也为汽车、制造业、食品、医药、科技等行业客户提供工业气体、制气设备、安全装置等。

2019年度企业实现的营业收入为1663.59亿元,同比增长4.18%,净利润为165.84亿元,同比下降3.92%。

表11:法国液空电子材料种类及应用领域法国液空主要产品应用领域现场生产气体紧凑型氮气现场设备(也称为APSA)提供一流安全性,可靠性,灵活性和总运营成本的各种气体现场气体生产装置。

大型氮气现场装置(也称为TCN)氧气现场设备(也称为UPOX)氢气现场设备散装气体供应解决方案氧气,氮气和氩气在空气分离装置中产生并液化。

电子行业的制造商依靠高纯气体来确保他们在制造过程中需要的极端清洁度氢气以大容量装置生产电子先进材料先进薄膜材料涵盖了从低k到高k以及从金属到阻挡膜的各种先进沉积工艺。

电子特种材料高纯度工艺气体和化学品(电子专用材料)供应,可以达到几个原子的水平半导体、光伏电池和平板显示器分析服务从采样和测量到表征等等,帮助电子制造商控制,监控和提高其Fab吞吐量以及确保电子设备的质量至关重要这些服务可确保起始原料,消耗品,加工工具组件,洁净室环境和洁净制造程序的纯度满足制造高科技产品的要求。

解决污染问题,将任何检测到的污染追溯到根源设备与装置可提供输送系统,气柜,阀箱,化学和浆液混合与分配系统以及废气处理系统,以确保客户流程安全,清洁和高效电子行业的制造商需要优质的设备和装置来支撑其工艺,并确保适当地供应,存储,应用和使用电子材料(也称为前体分子)资料来源:法国液空、浙商证券研究所图30:企业营收持续增长图31:企业净利润情况-10%-5%0%5%10%15%020040060080010001200140016001800200720082009201020112012201320142015201620172018营业收入(亿元)YOY(%)-10%-5%0%5%10%15%20%25%020406080100120140160180200200720082009201020112012201320142015201620172018净利润(亿元)YOY(%)资料来源:法国液空集团、浙商证券研究所资料来源:法国液空集团、浙商证券研究所半导体行业专题28/59图32:法国液空集团销售毛利率及净利率情况0204060801001202009201020112012201320142015201620172018销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:法国液空集团、浙商证券研究所4.3.日本电子特气日本气体企业均有和欧美气体企业一样上百年的历史。

他们大多脱胎于明治末期和昭和初期(1910s~1930s).应当时特殊历史环境要求而设立的化工企业,有着长期的运营管理,技术和人才的储备。

20世纪后期,世界的半导体产业逐渐转移至亚洲,并首先在日本生根发芽。

这都为日本的电子气体产业的发展奠定了良好的基础。

日本的特气供给在行业内处于领先地位。

当前在日本国内,半导体方面的高纯度气体市场规模约为40亿元左右,在全球市场规模更大,约335亿元。

其“主战场”为韩国、中国台湾、中国大陆等东南亚地区。

另一方面,即便是在当前,供应高纯度气体的厂家依旧是日本企业占大多数。

如昭和电工、太阳日酸、关东电化工业、ADEKA(艾迪科)、日本中央销子、住友精华、大金工业等都生产和销售各种电子材料方面的气体。

4.3.1.昭和电工日本昭和电工成立于1939年,是全球知名的综合性集团企业,生产的产品涉及到石油、化学、无机、铝金属、电子信息等多种领域,设有化学品事业部,专门从事产业气体、电子材料用高纯度气体的研发、生产。

2018年度企业实现的营业收入为614.00亿元,同比增长27.13%,净利润为69.01亿元,同比增长233.14%。

昭和电工株式会社为了强化电子材料用高纯度气体事业,决定在上海的生产基地-上海昭和电子化学材料有限企业(以下简称“SSE”)的旁边取得第二工厂建设用地,建设高纯度N2O(一氧化二氮)和高纯度C4F8(八氟环丁烷)的生产设施,以及高压气体危险品仓库。

第二工厂拟于2021年下半年投产。

高纯度N2O主要是半导体及显示屏制造时的氧化膜的氧来源的特种气体,高纯度C4F8主要是这种氧化膜的微细加工(蚀刻)时的特种气体。

目前,昭和化工在川崎事业所和韩国基地生产高纯度N2O,并在川崎事业所和上海基地(SSE第一工厂)生产高纯度C4F8。

为了提高对日益增长市场的稳定供应能力,昭和化工正致力于进一步推进“地产地销”的政策。

同时,在中国逐年加强对化学品的监管的形势下,在上海建设并完善本企业拥有的高压气体危险品仓库,将会增强供应链、提高竞争力。

半导体行业专题29/59表12:昭和电工半导体材料种类及应用领域昭和电工主要产品应用领域高纯气体高纯度FC-14、HFC-23、HFC-32、FC-116、FC-C318、三氯化硼、氯、溴化氢、六氟化硫、氨、HFC-41、FC-218、FC-2316、一氧化二氮(电子材料用等)半导体、液晶面板、LED照明灯具、以及太阳能电池等产品高纯度装置酸性气体用干法刻蚀废气处理装置清洗-刻蚀PFC(地球温暖化气体)用干法刻蚀废气处理装置耐蚀和耐摩金属表面处理SOLFINE电子工业用高纯度溶剂液晶用溶剂电子器件用溶剂光刻胶用溶剂印刷基板用溶剂光刻胶剥离剂选择性蚀刻液溶剂资料来源:昭和电工、浙商证券研究所图33:企业营收持续增长图34:企业净利润情况-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%0100200300400500600700800200720082009201020112012201320142015201620172018营业收入(亿元)YOY(%)-2000%-1500%-1000%-500%0%500%1000%1500%-40-20020406080200720082009201020112012201320142015201620172018净利润(亿元)YOY(%)资料来源:昭和电工、浙商证券研究所资料来源:昭和电工、浙商证券研究所半导体行业专题30/59图35:昭和电工销售毛利率及净利率情况05101520253035201020112012201320142015201620172018销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:昭和电工、浙商证券研究所4.3.2.太阳日酸TaiyoNipponSanso(太阳日酸)大阳日酸株式会社创立于1910年,2001年在东京证券交易所上市,是日本最大工业气体制造商,市占率排名全球前5,在亚洲、欧洲、北美等地设有30多家子企业。

至今发展已经有近110年历史,凭借丰富的经验和独特的技术开发能力,在钢铁,化工,电子,汽车,建筑,造船,食品和医药等多个工业领域开展了广泛的业务活动。

同时企业为领先的半导体气体供应商,广泛应用于IC(集成电路)和存储器(半导体存储设备)、液晶、太阳能电池、LED和超精细机械结构。

同时企业还提供高纯气体净化设备,废气处理设备,气缸柜等相关设备,包括电子产品制造过程中必不可少的高纯度规格特殊管道构造,并为客户提供整体解决方案。

太阳日酸的电子特气产品覆盖了半导体制程中从沉积,清洗,蚀刻再到离子注入等不同环节,还兼顾了用于保护的惰性气体品类。

除了直接提供气体产品,太阳日酸还为客户提供一系列气体设备,供客户现场制备气体和储存气体而使用。

2019年度企业实现的营业收入为450.62亿元,同比增长14.57%,净利润为25.13亿元,同比下降15.59%。

图36:日本太阳日酸110年发展历史191019201930194019501960197019801990199520002004日本酸素株式会社太阳酸素株式会社东洋酸素株式会社太阳酸日酸株式会社太阳东洋酸素株式会社太阳日酸110年发展历史日本三山株式会社2004成立日本制氧企业1910成立太阳氧制氧有限企业1946成立东洋氧气有限企业1918成立大洋东洋氧气有限企业1995成立不断吸取合并并购发展至今资料来源:企业官网、浙商证券研究所半导体行业专题31/59表13:日本太阳日酸气体种类及应用领域太阳日酸主要产品应用领域硅半导体-液晶硅烷(SiH4)、乙硼烷(B2H6)、四氢化锗(GeH4)、三甲基硅烷(SiH(CH3)3)、六氟化钨(WF6)、氨气(NH3)、丙烯(C3H6)、磷化氢(PH3)、二氯硅烷(SiH2Cl2)、乙硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)、四氯化钛(TiCl4)、一氧化二氮(N2O)半导体CVD三氟化氮(NF3)、六氟乙烷(C2F6)、六氟-1,3-丁二烯(C4F6)、八氟环戊烯(C5F8)、三氟甲烷(CHF3)、五氟乙烷(C2HF5)、氟化甲基(CH3F)、六氟化硫(SF6)、三氯化硼(BCl3)、氯化氢(HCl)、一氧化碳(CO)、八氟丙烷(C3F8)、八氟环丁烷(C4F8)、四氟甲烷(CF4)、羰基硫(COS)、二氟甲烷(CH2F2)、三氟化氯(ClF3)、氯气(Cl2)、溴化氢(HBr)、氟化氢(HF)清洗-刻蚀砷化氢(SDSAsH3)、三氟化硼(SDS11BF3)、四氟化锗(SDSGeF4)、砷化氢混合物(AsH3mixture)、三氟化硼(BF3)、四氟化硅(SiF4)、磷化氢(SDSPH3)、四氟化硅(SDSSiF4)、硒化氢(SDSH2Se)、磷化氢混合物(PH3mixture)、三氟化磷(PF3)、四氟化锗(GeF4)离子注入SDS安全交付源化合物半导体AsH3、NH3、TMA、PH3、TMG太阳能电池硅烷(SiH4)、乙硼烷(B2H6)、四氢化锗(GeH4)、硒化氢(H2Se)、六氟化硫(SF6)、磷化氢(PH3)、三甲基硼(TMB)、氨气(NH3)、三氟化氮(NF3)、二乙基锌(DEZn)存储半导体蚀刻其他惰性气体SiHCl3、H2、Ar+O2、Ar+CH4、NO、D2、He+O2、N2+H2其他气体N2、Ar、CO2、O2、He惰性气体资料来源:太阳日酸、浙商证券研究所图37:企业营收持续增长图38:企业净利润情况-15%-10%-5%0%5%10%15%20%0501001502002503003504004505002007200820092010201120122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-200%0%200%400%600%800%1000%1200%-5051015202530352007200820092010201120122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:太阳日酸、浙商证券研究所资料来源:太阳日酸、浙商证券研究所半导体行业专题32/59图39:日本太阳日酸销售毛利率及净利率情况-505101520253035402007200820092010201120122013201420152016201720182019销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:太阳日酸、浙商证券研究所4.3.3.关东电化工日本关东电化工业企业历史悠久,技术积累深厚。

它成立于1938年,在电解领域,主要地是在氢氟酸电解制备高纯氟气,和氟相关的技术方面有深厚的常识和技巧的积累。

主要应用领域包括电池化学,医药化学和农业化学等。

目前企业的管理团队主要目标是开扩张精细化学业务,提升生产技术水平。

日本关东电化工业在半导体领域主要以氟化物气体为主。

从上产环节上来说覆盖了半导体清洗,蚀刻和沉积环节。

2018年度企业实现的营业收入为30.31亿元,同比增长11.44%,净利润为3.61亿元,同比下降8.55%。

日本关东电化工业企业十分重视中国半导体产业发展带来的机会。

由于中国政府近年来多次出台半导体和液晶显示产业的重要扶持政策,未来中国半导体市场的前景十分理想。

基于此,关东电化决定出资约2亿日币(1200万人民币)在中国设立制造中心,用于满足半导体、液晶所用特殊气体在中国日益增长的需求。

企业去年关东电化决议在中国设立生产子企业“科地克化工科技有限企业(暂定)”。

计划在安徽省建设工厂,并已获得了土地。

预计新厂将于2021年投入生产。

这是继在韩国设立海外生产基地之后,日本关东电化与中国企业合资建立的重要的半导体特种气体生产基地。

表14:关东化工气体种类及应用领域关东电化工业主要产品应用领域含氟化合物四氟化碳(CF4)半导体蚀刻,半导体制造设备清洗一氟甲烷(CH3F)半导体蚀刻二氟甲烷(CH2F2)半导体蚀刻三氟甲烷(CHF3)半导体蚀刻六氟乙烷(C2F6)半导体蚀刻,半导体制造设备清洗八氟丙烷(C3F8)半导体蚀刻,半导体制造设备清洗八氟环丁烷(C4F8)半导体蚀刻,半导体制造设备清洗六氟-1,3-丁二烯(C4F6)半导体蚀刻六氟化硫(SF6)电绝缘材料,半导体蚀刻,LCD制造设备清洁四氟化硅(SiF4)光纤制造,半导体蚀刻,介电层三氟化氮(NF3)半导体蚀刻,半导体制造设备清洁,LCD制造设备清洁半导体行业专题33/59三氟化氯(ClF3)半导体制造设备清洗羰基硫(COS)半导体蚀刻五氟化碘(IF5)含氟表面活性剂的原料六氟化钨(WF6)化学气相沉积(W-CVD)含氟混合气体(F2-混合)半导体制造设备清洗,准分子激光用资料来源:关东电化工、浙商证券研究所图40:企业营收持续增长图41:企业净利润情况-15%-10%-5%0%5%10%15%05101520253035200720082009201020112012201320142015201620172018营业收入(亿元)YOY(%)-1400%-1200%-1000%-800%-600%-400%-200%0%200%400%600%-8-6-4-20246200720082009201020112012201320142015201620172018净利润(亿元)YOY(%)资料来源:关东电化工、浙商证券研究所资料来源:关东电化工、浙商证券研究所图42:关东电化工销售毛利率及净利率情况-30-20-10010203040200720082009201020112012201320142015201620172018销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:关东电化工、浙商证券研究所4.3.4.艾迪科艾迪科(ADEKA)是在历史悠久的食品和化工综合供应商。

ADEKA在树脂添加剂、功能化学品以及食品这三大领域中广泛开展业务。

主要产品阵容包括塑料用树脂添加剂,电子材料,环氧树脂,聚氨酯类功能性树脂,表面活性剂,润滑油添加剂,土建材料以及过氧化产品等。

2019年度企业实现的营业收入为182.21亿元,同比增长24.93%,净利润为10.38亿元,同比增长11.13%半导体行业专题34/59ADEKA在半导体电子特气方面以三种刻蚀气体为主。

它们分别是高纯氯气,高纯溴化氢和高纯三氯化硼。

这三种气体在半导体材料的刻蚀流程上均有重要应用。

ADKEKA在2001年通过在上海设立贸易代表处直接进入中国市场并在2016年正式更名为艾迪科(中国)投资有限企业并作为ADEKA在中国的总部。

除开展各类贸易外,ADEKA中国总部还负责在中国的投资决策,并向各集团企业提供共享服务。

ADEKA在中国大陆上海金山,浙江嘉兴,江苏常熟,广东广州设有工厂,负责多种油脂,树脂添加剂等多种化学品的制造。

表15:艾迪科半导体材料种类及应用领域ADEKA主要产品应用领域高纯度刻蚀气体高纯氯气(液态5N)存储半导体蚀刻高纯溴化氢(液态5N)存储半导体蚀刻高纯BCl3(液态6N)半导体蚀刻ALD/CVD材料铝(CH3)3高K(用于DRAM、NAND)Hf[N(CH3)2]4Zr[N(C2H5)(CH3)]4[OSi(CH3)2]4低介电常数[OSiH(CH3)]4HSi[N(CH3)2]3SiO2/氮化硅绝缘膜半导体用铜镀液基础液(VMS)高纯硫酸铜碱溶液添加剂促进剂可以通过原始成分选择高电流密度添加剂抑制剂利用ADEKA拥有的各种激活剂添加剂流平剂实现高纵横比的TSV电镀资料来源:艾迪科、浙商证券研究所图43:企业营收持续增长图44:企业净利润情况-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%0204060801001201401601802002007200820092010201120122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-200%-100%0%100%200%300%400%500%0246810122007200820092010201120122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:ADEKA、浙商证券研究所资料来源:ADEKA、浙商证券研究所半导体行业专题35/59图45:ADEKA销售毛利率及净利率情况0510152025302007200820092010201120122013201420152016201720182019销售毛利率(%)销售净利率(%)资料来源:ADEKA、浙商证券研究所4.4.中国电子特气企业大家通过对国内电子特气企业进行梳理,国内特气企业实现国产替代呈现四个层级:1)通过产能优势快速切入半导体刻蚀气体,部分含氟气体已经实现国产替代,如三氟化氮、六氟化硫,代表企业有中航重工(718所)、昊华科技(黎明院)、雅克科技(科美特)、南大光电(飞源气体)。

2)通过技术升级切入半导体化学沉积,部分国产替代初显成效,如六氟化钨、四氟化碳,代表企业有中航重工(718所)、昊华科技(黎明院)、雅克科技(科美特)。

3)通过某种特气进入核心供应商,切入多种半导体气体,代表企业有华特气体,南大光电。

4)从空分气体或者大化工进入半导体领域,具备技术及产能储备,代表企业有巨化股份(中巨芯)、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体。

NF3作为一种特种电子气体,具有优异的蚀刻速率和选择性,而且对表面无污染,是电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。

其主要应用领域包括:IC(集成电路)行业:NF3具有优异的蚀刻速率和选择性,而且对表面无污染,是电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体。

LCD(面板显示)行业:NF3可大量减少污染物排放量,以及显著提高清洗速度,用于化学气相沉积(CVD)腔体清洗,也可作为蚀刻剂用作LCD的加工。

NF3供需将维持紧平衡:需求方面:根据市场调研数据,全球NF32018年度总需求量约2.8万吨,其中韩国需求量超10,000吨,占比35%;中国大陆需求量达7,000吨,占比25%;中国台湾需求量5,000吨,占比18%,美国需求量3,200吨,占比12%;日本、新加坡等地区占比10%。

供给方面:NF3生产国目前主要有中、韩、美、日,其中韩国1,5000吨,占比50%以上;中国国内8,500吨,占比约30%;日本、美国约6,000吨,占比约20%。

随着半导体、显示面板行业生产重心、消费重心向中国国内转移,而且生产NF3主要原料均由国内供给,两头在内的供应链格局,决定了NF3生产向国内转移是大势所趋。

目前NF3主要生产商有:韩国SK,其优势为产能大,半导体行业专题36/59依靠韩国SAMSUNG、LG等大企业有较高的销售价格,劣势在于原材料均由中国国内采购,生产成本高。

日本KDK,其优势在于关东电化企业产品品种齐全,劣势在于原料由中国国内采购,日本生产,而日本国内NF3需求已萎缩,生产成本和运输成本高昂。

中国国内有中船718所及大成黎明,前者目前是国内最大的NF3生产厂,后者已建成产能1,000吨,并已公告二期扩产1,000吨计划。

南大光电(飞源气体)2020年底之前,实现3,000吨NF3产线投产目标。

随着国内显示面板及半导体行业的迅速发展,2019年国内NF3需求量将与产能持平,迎来3-5年的高速发展黄金期。

据预测,2019年全球NF3总需求量3.14万吨,千吨级厂家总产能3.38万吨,百吨级厂家总产能占比不超过5%,则全市场平均产能利用率高达88.3%,行业供需处于紧平衡。

而且,未来2年可预见的产能和需求增长,基本上处于均势,市场将会保持供需基本平衡的局面。

图46:2019-2021年全球NF3市场供需结构3380034800392003140034750391500500010000150002000025000300003500040000450002019E2020E2021E全球产能全球需求资料来源:南大光电公告、浙商证券研究所SF6具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能,其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍,击穿电压是空气的2.5倍,灭弧能力是空气的100倍,是一种优于空气和油的新一代超高压绝缘介质材料。

SF6以其良好的绝缘性能和灭弧性能,应用于断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。

电子级高纯SF6是一种理想的电子蚀刻剂,被大量应用显示面板、半导体加工过程中的干刻(Etch)。

随着目前远距离输电的要求以及输变电装置小型化的要求,特高压输电技术及GIS技术的发展迅速,国内特高压输电电压已达到1,000kV,SF6高压开关设备约占用气量的80%以上。

国内显示面板、半导体等电子产业迅速发展,SF6作为优良的刻蚀气体,用量也持续增加。

2018年测算全球SF6需求量约为2万吨,生产厂家主要集中在中国。

由于SF6为温室气体,其全球供给增长受限。

目前90%的SF6用在电力行业作为绝缘气体。

随着中国面板、半导体行业发展迅速,电子级SF6需求量在未来3年将快速增长,市场前景广阔。

目前SF6主要生产商有中国成都科美特,产能为8,500吨,主要应用于电力市场;洛阳黎明院,产能为3,000吨,产品批量供应电子行业。

南大光电(飞源气体)SF6产线2017年已建成2,000吨产能,且产品已开始导入IC行业客户。

半导体行业专题37/594.4.1.中航重工(718所)主要涉及气体:刻蚀气体,钨沉积气体七一八研究所隶属于世界500强中国船舶集团有限企业,创立于1966年,总部位于河北省邯郸市,是集军民产业的科研开发、设计生产、技术服务于一体的国家级科研单位。

七一八所不断加强技术创新,大力发展高新技术产业,建所获得省部级以上科技进步奖260多项,其中国家科技进步一等奖2项,授权专利近300项。

按照军民融合的发展要求,大力发展高科技产业,已形成电子特气材料、精细化工、空气净化、氢能产业、核电装备、节能环保、安防信息工程及特种装备等8大产业方向。

承担国家“02”专项,储备多种气体技术。

中船重工第七一八研究所(简称PERIC)与南大光电、光明院等5家协作单位申请的“02”国家科技重大专项--高纯电子气体研发与产业化项目,已于2013年初获得国家立项并得到国家财政支撑。

此项目中,718所共承担NF3(三氟化氮)、WF6(六氟化钨)、SiF4(四氟化硅)、C2F6(六氟乙烷)、C4F8(八氟环丁烷)、C3F8(八氟丙烷)、HF(氟化氢)、HCl(氯化氢)、COF2(碳酰氟)及电子混合气体等19种气体的研制及产业化工作。

NF3及WF6产品目前我所已有成熟的技术及生产经验,并有多年的产业化经验,完全能够满足客户的需求。

上述气体主要用于IC制造过程中的外延、离子注入、扩散、蚀刻、沉积、清洗等关键工艺。

NF3与WF6气体突出重围,实现国内市场占有率第一。

目前,中船重工第七一八研究所(派瑞特种气体有限企业)生产的三氟化氮、六氟化钨及三氟甲磺酸系列产品在国内占有率第一,同时销往国外二十多个国家和地区。

三氟化氮为重要的清洗刻蚀气体,在半导体和液晶行业有广泛应用;六氟化钨在电子工业中作为金属钨化学气相沉积和制成大规模集成电路中的配线材料(WSi2)。

32亿扩产新材料2020年产能预计达2万吨。

企业新建邯郸肥乡新材料项目,规划总投资32亿元,总体规划占地800亩,总建筑面积40万平方米,预计2020年整体达产达效,届时将实现年产新材料20000吨,年产值突破50亿,税收超过4亿,三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、三氟甲磺酸(含双三氟甲磺酰亚胺锂/LiTFSI)等产品将达到世界第一。

表16:中航重工(718所)气体种类及应用领域中航重工主要产品应用领域产能718所三氟化氮(NF3)清洗-刻蚀6000吨/年,扩产后15000吨六氟化钨(WF6)半导体CVD800吨/年,扩产后1300吨/年资料来源:中航重工、浙商证券研究所4.4.2.昊华科技主要涉及气体:刻蚀气体,钨沉积气体昊华化工科技集团股份有限企业(昊华科技)及其下属研究所历史悠久,积累深厚。

昊天科技的前身是四川天一科技股份有限企业(天科股份)。

1999年8月5日天科股份完成工商注册并于2001年1月在上海证券交易所上市。

2018年底,天科股份完成对中国昊华化工集团股份有限企业下属11家科技型企业的收购,并于2019年6月正式更名为昊华化工科技集团股份有限企业,主营业务为氟材料、特种气体、特种橡塑制品、精细化学品和技术服务五大板块。

新增氟树脂、氟橡胶、三氟化氮、橡胶密封制品、航空轮胎、特种涂料等产品,服务于国家军、民品多个核心产业。

昊华科技旗下黎明院和光明院是承担着主要电子特气业务的子企业。

其中光明院以氢化物气体为主,比如硫化氢,半导体行业专题38/59硒化氢;而黎明院以氟化气体为主,比如三氟化氮,四氟化碳,六氟化硫和六氟化钨。

黎明院含氟气体达到国内领先水平,主攻六氟化硫、三氟化氮。

黎明化工研究设计院有限责任企业的前身最早可追溯至化学工业部黎明化工研究所,后经国有化工科研院所管理体制的多次变化,转制成为全民所有制企业,并更名为黎明化工研究院。

黎明院是国内首家研究开发六氟化硫生产工艺的企业,在六氟化硫研发领域取得数十项技术研究及革新成果,综合技术实力达到了国内领先水平。

黎明院从2001年开始进行系列特种含氟气体材料的研发,完成了多项国家级、省级以及市级支撑的研发项目,其中特种含氟气体材料的研发取得了较大进展,电子级三氟化氮产品纯度已经达到国际先进水平。

近年来,黎明院进行了电子级六氟化硫、三氟化氮、四氟化碳、六氟化钨等含氟特种气体的研发,掌握多项居于世界先进水平的核心技术,并建成了国内规模领先的产业化装置,其中,产品以六氟化硫、三氟化氮为主。

黎明院电子级六氟化硫国内占比达七成,三氟化氮占比达三成。

含氟气体材料是分子中含有氟元素的一类特种气体的统称,由于其性能稳定等特性,被广泛应用于电力设备制造领域,及平板显示、光伏新能源和集成电路等半导体电子产业的清洗、蚀刻、成膜、配线、离子注入等过程。

根据黎明院进行经营者集中申报过程中估算的结果,2017年其所占国内含氟气体材料市场占有率约为12.73%。

其中,基于黎明院根据自身实际产销量,结合行业协会统计数据估算的结果,黎明院在工业级六氟化硫国内市场的占有率约为30%,在电子级六氟化硫国内市场的占有率约为70%,在三氟化氮国内市场的占有率约为30%。

黎明大成1000吨/年电子级三氟化氮扩能改造项目:1)项目总投资为14,937.68万元,拟使用本次配套募集资金14,215.00万元。

2)本项目实施主体为黎明院下属企业黎明大成。

厂区建在洛阳市吉利区科技园(国家级)内。

2015年黎明院与韩国大成产业气体株式会社在中国国内成立黎明大成以开展1000吨/年电子级三氟化氮项目的建设。

该项目2016年实现达产并满产满销,目前三氟化氮产品市场需求旺盛,基于对稳定供货、保证黎明院市场份额的考虑,本次项目拟在已建装置的基础上进行扩能改造,装置规模为1000吨/年电子级三氟化氮,改造后产能总体能达到2000吨/年。

3)投资期限及投资进度:本项目投资期限为10个月,已于2018年2月开始建设,预计于2018年12月完工。

工程建设期为10个月,投产期为10年,投产期第一年开工率为85%,第二年及以后开工率为90%。

光明院主要收入来自特种气体,主要服务国家重点支撑新新材料领域。

光明院前身最早可追溯至化学工业部大连化工研究所,后经国有化工科研院所管理体制的多次变化,转制成为全民所有制企业,并更名为光明化工研究设计院。

光明院收入主要来自于特种气体的研发、生产及销售,具体包括绿色四氧化二氮、高纯硒化氢、高纯硫化氢、二氧化碳-环氧乙烷混合气(熏蒸剂)、标准混合气体等。

此外,光明院凭借在特种气体领域的研发优势,可对外提供相关工程技术服务及气体检测服务。

光明院核心技术及产品主要服务于国家重点支撑和鼓励发展的电子化学品、新材料等领域。

光明院主要产品为各类特种气体、工业气体,并提供成套工艺设计、设备加工、技术转让及气体检测等服务。

光明院具备多种特种气体的研发生产能力,包括高纯硒化氢、硫化氢、氨、一氧化氮、氧化亚氮、四氧化二氮、硅烷、磷烷、乙硼烷、二氯二氢硅、三氯化硼、三氟化硼、氯、氯化氢、氢、氮、氧、氩等。

光明院通过将技术成果予以产业化,以“多品种、小批量、定制化”的模式对外经营以特种气体、工业气体为主要产品的生产销售业务。

其中,包括向军品配套企业或总装单位提供军品的配套生产及销售等。

光明院研发产业基地项目:1)项目总投资为15,804.70万元。

拟使用本次配套募集资金10,070.94万元。

2)新研发生产基地项目主要致力于10种产品的研发与生产,具体包括光电子级超纯氨1000t/a、绿色四氧化二氮40t/a、电子级硫化氢200t/a、电子级硒化氢20t/a、电子级三氟化硼1t/a、电子级高纯烷类气(磷烷、硼烷、砷烷)3t/a、电子级高纯氯50t/a、二氧化碳-环氧乙烷混合气熏蒸剂300t/a。

3)投资期限及投资进度:项目投资期限为18个月,预计完成时间为2019年,项目建设期为一年,生产期为15年,计算期共16年。

投产后第一年生产负荷达设计能力半导体行业专题39/59的60%,第二年生产负荷达设计能力的70%,第三年生产负荷达设计能力的80%,第四年生产负荷达设计能力的90%,以后各年达100%。

表17:昊华科技电子特气产能及应用领域昊华科技主要产品应用领域产能黎明院六氟化硫薄膜晶体管液晶显示器、半导体和太阳能面板等2800吨三氟化氮半导体刻蚀,半导体清洗2000吨(包含1000吨扩产)四氟化碳半导体刻蚀,半导体清洗六氟化钨半导体配线材料光明院硒化氢半导体制造原来20吨,扩产20吨硫化氢半导体掺杂、半导体刻蚀原来5吨,扩产200吨资料来源:昊华科技、浙商证券研究所表18:昊华科技电子特气对应的收入昊华科技电子特气项目201620172018H1黎明院六氟化硫设计产能2800.002800.002800.00实际产量1385.031252.27847.64销售量1490.751219.591068.25销售收入(万元)12726.0011066.704716.26三氟化氮设计产能1000.001000.001000.00实际产量688.411078.52504.22销售量545.441182.17531.88销售收入(万元)10354.8319923.708036.43光明院硒化氢设计产能20.0020.0020.00实际产量3.574.076.17销售量3.574.076.17销售收入(万元)80.9492.56140.47硒化氢设计产能5.005.005.00实际产量0.410.410.28销售量0.400.400.28销售收入(万元)55.9850.2539.04资料来源:昊华科技、浙商证券研究所半导体行业专题40/59图47:黎明院营业收入、毛利率、净利率情况图48:黎明院板块构成收入占比29.41%28.94%24.97%9.11%9.09%8.17%0%5%10%15%20%25%30%35%010002000300040005000600070008000900010000201620172018H1营业收入(万元)销售毛利率(%)销售净利率(%)15%14%14%36%32%33%31%36%27%8%7%8%6%4%13%0%20%40%60%80%100%201620172018H1化学推进剂及原材料聚氨酯新材料含氟气体材料过氧化氢及配套原材料工程技术服务技术检测其他业务资料来源:昊华科技、浙商证券研究所资料来源:昊华科技、浙商证券研究所图49:光明院营业收入、毛利率、净利率情况图50:光明院板块构成收入占比48.80%55.41%44.78%16.28%22.68%8.40%0%10%20%30%40%50%60%010002000300040005000600070008000900010000201620172018H1营业收入(万元)销售毛利率(%)销售净利率(%)44%53%68%9%14%7%38%21%10%6%7%12%2%5%2%0%20%40%60%80%100%201620172018H1特种气体工业气体成套工艺设计及配套仪器气体检测其他业务资料来源:昊华科技、浙商证券研究所资料来源:昊华科技、浙商证券研究所图51:企业营收持续增长图52:企业净利润情况-30%-20%-10%0%10%20%30%40%051015202530354045营业收入(亿元)YOY(%)-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0.01.02.03.04.05.06.0净利润(亿元)YOY(%)资料来源:昊华科技、浙商证券研究所资料来源:昊华科技、浙商证券研究所4.4.3.华特气体主要涉及气体:光刻气、刻蚀气体、掺杂气体等华特气体是中国领先的的电子特气制备企业。

位于珠三角腹地佛山市南海区,创建于1999年,企业以广东佛山为产品研发基地,分别在广东、江西、浙江、陕西、湖北、湖南、香港等地设立了十余家全资子企业。

现已成为国内最大的民营特种气体及相关设备供应商之一,同时产品出口到50余个国家和地区。

气体产品覆盖普通工业气体、电子半导体行业专题41/59工业用气体、电光源气体、超高纯气体、标准气体、激光气体、医用气体、食品工业用气体等十几个系列共200多个品种,并不断研发新产品满足市场需求。

生产低温绝热气瓶、汽化器、LNG应急撬等气体设备,安装超高纯气体及工业气体应用配套设备等。

为用户提供领先的气体应用一体化解决方案。

表19:华特气体电子气体情况华特气体主要产品应用领域特种气体高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、高纯二氧化碳等半导体蚀刻,半导体制造设备清洗氪氖混合气、氟氖混合气等半导体光蚀刻高纯氨、硅烷半导体外延气、成膜乙硼烷、三氯化硼、磷烷半导体掺杂氮(6N)、氢气(6N)、氩(5.5N)、He(5N)其他医疗、测量、食品等众多领域医疗气体医用氧、血气测定气等,用于诊断、手术、医学研究等标准气体由高纯碳氢气体配制,在物理、化学、生物工程等领域中用于激光气体校准测量仪器和测量过程,评价准确度和检测能力,确定材料的特性量值食品气体二氧化碳、乙烯、氩等,用于饮料气体、蔬菜/水果保鲜等电光源气体氩、氪、氖、氙及其混合气,用于电器、灯具生产普通工业气体氧、氮、氩、工业氨等气体在金属冶炼、化工、机械制造、家电照明等众多产业领域气体设备与工程气体设备包括低温绝热气瓶、汽化器、撬装装置等,可广泛用于气体的存储、充装等过程;气体工程主要是为客户提供的供气系统设计、安装、维修服务资料来源:华特气体、浙商证券研究所经过多年潜心钻研,华特气体获得的科研成果受到了国家的充分肯定。

华特已获授权专利87项、参与制定28项国家标准,承担了国家重大科技专项(02专项)中的《高纯三氟甲烷的研发与中试》课题、广东省教育厅产学研结合项目《半导体材料用氟碳系列气体产品的开发与应用》、广东省战略性新兴产业区域集聚发展试点重点项目《平板显示器用特种气体》等重点科研项目,并于2017年作为唯一的气体企业入选“中国电子化工材料专业十强”。

华特气体国内首家打破多种气体制约,国内唯一通过ASML认证。

华特气体对于国际先进水平的持续追赶来自于自身技术水平的不断突破和产品体系的不断扩张。

近十年来,华特气体在多个领域率先打破国际垄断,实现了相关特种气体的量产。

企业成为国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、高纯八氟丙烷、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯一氧化氮、Ar/F/Ne混合气、Kr/Ne混合气、Ar/Ne混合气、Kr/F/Ne混合气等产品进口制约的气体企业,并实现了近20个产品的进口替代,是中国特种气体国产化的先行者。

其中,高纯六氟乙烷获选“第十届(2015)中国半导体创新产品和技术”、高纯三氟甲烷获选“第十一届(2016)中国半导体创新产品和技术”,Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/Ne等4种混合气于2017年通过全球最大的光刻机供应商ASML企业的产品认证。

目前,企业是我国唯一通过ASML企业认证的气体企业,亦是全球仅有的上述4个产品全部通过其认证的四家气体企业之一。

半导体行业专题42/59表20:华特气体产品实现进口替代的具体过程和表现华特气体突破年份量产时间国内市场份额国内外主要企业是否为国内首家高纯六氟乙烷(C2F6)2011201360.26%绿菱气体、昭和电工、关东电化国内首家高纯氨2011201314.73%昭和电工、金宏未明确高纯一氧化氮20112013-住友精化未明确高纯四氟化碳(CF4)2012201421.17%昭和电工、关东电化国内首家高纯二氧化碳2013201435.70%林德集团国内首家高纯三氟甲烷(CHF3)2014201614.50%绿菱气体、昭和电工、关东电化国内首家Ar/F/Ne混合气2014201660%林德集团、液化空气集团、普莱克斯集团等国内首家Kr/Ne混合气20142016国内首家Ar/Ne混合气20142016Ar/Xe/Ne混合气20142016Kr/F/Ne混合气20142016高纯八氟环丁烷(C4F8)201520166.40%绿菱气体、昭和电工、关东电化未明确超高纯氩20162017-林德集团未明确锗烷混氢20162017-空气化工集团未明确高纯八氟丙烷(C3F8)20172018关东电化国内首家超高纯氦20172018-液化空气集团、普莱克斯集团未明确超高纯氮20172018-林德集团未明确高纯氪20162017-林德集团、空气化工集团、普莱克斯未明确高纯一氟甲烷(CH3F)2018小规模试用-昭和电工、关东电化、阳日酸未明确高纯二氟甲烷CH2F2)2018小规模试用-昭和电工、关东电化未明确高纯一氧化碳2016201820.60%住友精化、大阳日酸国内首家氦氧混合气20182018-空气化工产品集团、普莱克斯集团未明确资料来源:华特气体、浙商证券研究所ASML是全球最大的光刻机供应商,企业的光刻气产品通过其认证,具体表现为ASML在其光刻机的使用说明中明确推荐其客户使用已通过其认证的光刻气。

因此,ASML的认证对于企业光刻气产品的销售产生极大促进作用。

表21:华特气体光刻气体销售情况项目2016201720182019H1销量(立方)317.603958.155671.052456.00销售收入(万元)1751.921151.071368.58553.29资料来源:华特气体、浙商证券研究所华特的产品获得了下游相关产业一线知名客户的广泛认可。

在极大规模集成电路、新型显示面板等尖端领域由液半导体行业专题43/59化空气集团、林德集团、空气化工集团、普莱克斯集团、大阳日酸集团、日本昭和电工等国外气体企业寡头垄断的情况下,企业成功实现了对国内8寸以上集成电路制造厂商超过80%的客户覆盖率,解决了中芯国际、华虹宏力、长江存储、武汉新芯、华润微电子、台积电(中国)、和舰科技、士兰微电子、柔宇科技、京东方等客户多种气体材料的进口制约,并进入了英特尔(Intel)、美光科技(Micron)、德州仪器(TI)等全球领先的半导体企业供应链体系。

在集成电路、新型显示面板等半导体领域,企业取得了较高的市场认可度。

在2018年企业的多种产品通过中芯国际、华润微电子、长江存储认证,并且在手订单金额有望持续增长。

2018年南通建工集团、中芯国际、华润微电子、长江存储、晶科能源前五大客户销售收入达到9899.27万元,占营业收入的比例达到12.11%。

表22:华特气体下游客户及在手订单销售情况客户名称2018年通过认证的产品客户需求情况2019H1收入在手订单2019年预计销售中芯国际产品A520.0099.13113.74440.34产品B150.0015.4712.1251.82华润微电子产品C51.140.382.28产品A22027.9333.74129.16产品D----长江存储产品C600307.3543.39437.51产品E----产品F----资料来源:华特气体、浙商证券研究所表23:华特气体特种气体销售情况特种气体项目2016201720182019H1高纯六氟乙烷设计产能(吨)350.00350.00350.00175.00实际产量(吨)210.41283.42301.21153.75销售量(吨)198.69277.83302.14150.13销售收入(万元)3,040.214,086.184,263.872,091.14高纯四氟化碳设计产能450.00450.00450.00242.00实际产量297.83397.12345.14189.86销售量313.03412.69391.83186.28销售收入(万元)2,559.213,412.632,754.431,324.37高纯氨设计产能1,350.001,350.001,350.00675实际产量1,040.281,164.071,240.46625.87销售量1,023.491,327.571,449.11803销售收入(万元)1,533.461,674.441,741.90945.89氢气设计产能180.00180.00180.0090.00实际产量164.14134.56140.6478.21销售量179.28154.14173.8592.59销售收入(万元)1,581.241,456.921,547.14763.67碳氧化合物销售收入(万元)2,707.612,613.962,994.321,810.82消毒气销售收入(万元)1,376.641,413.421,393.64732.83硅烷销售收入(万元)3,744.233,654.663,709.751,755.19食品级氧化亚氮销售收入(万元)-1,246.123,578.362,182.37合计销售收入(万元)16,542.6119,567.3321,983.4211,606.28资料来源:华特气体、浙商证券研究所半导体行业专题44/59图53:企业营收持续增长图54:企业净利润情况-10%-5%0%5%10%15%20%25%0123456789201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%00.10.20.30.40.50.60.70.80.9201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:华特气体、浙商证券研究所资料来源:华特气体、浙商证券研究所图55:企业主营业务构成图56:企业销售毛利率与净利率情况51%56%53%47%48%29%27%33%33%31%18%15%13%19%21%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20142015201620172018特种气体普通工业气体设备与工程其他业务051015202530354020142015201620172018销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:华特气体、浙商证券研究所资料来源:华特气体、浙商证券研究所4.4.4.雅克科技主要涉及气体:刻蚀气体大基金重点投资;雅克科技股份有限企业是一家致力于工业材料,生产和销售的深交所中小板上市企业。

雅克旗下设有“新材料”,“新能源”和“电子”事业部。

并在2017年末得到了大基金的战略入股支撑,2017年10月份,企业发布发行股份购买资产暨关联交易报告书草案,拟以发行股份的方式,收购成都科美特特种气体有限企业(以下简称科美特)90%股权、江苏先科半导体新材料有限企业(以下简称江苏先科)84.825%股权,交易总对价为24.67亿元。

在电子特气方面,雅克科技的“电子”事业部目前生产和销售四氟化碳和六氟化硫,这两种材料可以用于半导体的蚀刻和半导体制造设备的清洗。

雅克科技除了目前在售的三氟化碳和六氟化硫以外,还在规划新增三氟化氮和高纯氢气的产能。

UPChemical是半导体集成电路材料行业中的翘楚。

UPChemical是全球IC前驱体的主要供应商,其主要产品国内尚无企业可生产。

自1998年成立至今,UPChemical在技术研发方面积累了丰富的经验及先进技术,培养了一批具备技术攻坚能力的核心技术团队,且已经在中日美等国申请了多项专利,新一代技术产品储备丰富。

UPChemical代表着目前世界IC材料领域的先进水平,其产品广泛应用于16纳米、21纳米、25纳米等高端制程下DRAM以及先进的3DNANDFlash的制造工艺,与世界主要芯片厂商如SK海力士、SAMSUNG电子,世界领先的IC设备厂商均建立了长期稳定的合作关系。

科美特作产品已进入半导体特种气体供应链。

科美特精耕高纯特种气体,通过多年来技术上不断推陈出新,生产规模不断发展壮大,现已发展成为行业中产品质量一流、生产技术先进的专业生产高纯特种气体生产厂家。

科美特现已具备年产六氟化硫8500吨和年产1200吨电子级四氟化碳的生产能力,年产3500吨半导体用电子级三氟化氮项半导体行业专题45/59目正在建设中,对高纯含氟特气的制备、提纯与充装等关键技术具备的独到理解,科美特在同行业中技术领先、研发能力突出,具备很强的持续规模化生产及供货能力。

科美特所生产的六氟化硫及四氟化碳产品远销日本、韩国、美国、台湾及印度等多个国家和地区,是国内中国西电、平高电气、山东泰开等主要电力设备生产商的第一大六氟化硫产品供应商,系全球六氟化硫领先供应商。

科美特通过积极研发开拓高附加值的IC电子特气产品线,半导体级四氟化碳已实现量产销售,六氟化硫达到电子级标准,正在努力开拓市场。

2009年,科美特开始向知名气体商如林德气体、昭和电工、关东电化等供应电子特气,通过其销售渠道进入终端半导体制造客户;2016年,其半导体级四氟化碳成功进入台积电供应链。

六氟化硫:2017年底,科美特将进行六氟化硫的技改扩产,随着技改项目的完成,企业的六氟化硫生产能力将有所提高,以满足市场对六氟化硫的需求。

凭借多年与各大高纯气体分销商的合作基础,科美特积累了丰富的液晶面板及半导体市场的供应经验,未来3年内开始慢慢进入高端市场。

2017年,科美特已经开始与全球各大半导体晶圆制造厂接洽并进入相应的供应商稽核程序,致力于开拓高纯气体供应,抢占日本等国的市场份额。

未来几年,科美特将凭借规模生产的成本优势、良好的品牌价值继续在工业级供应市场中保持稳定的市场份额。

四氟化碳:企业现具有年产1,200吨的四氟化碳生产能力,随着技改项目的完成,企业的四氟化碳生产能力将有所提高。

2016年科美特已经成为全球最大晶圆制成企业台积电的合格供应商,自2016年4月至今一直为该企业14A厂的唯一供应商。

经过一年的稳定供应过程测试,台积电对科美特四氟化碳产品满意并要求扩散至其它工厂,计划2018年正式开始供应。

另外,科美特目前正在积极开发格芯(GlobalFoundry)、韩国SAMSUNG电子、联华电子等半导体客户,并计划于2018年正式开始供应。

目前,我国的半导体工厂的四氟化碳50%来自于日本,余下50%来自各大。

三氟化氮:三氟化氮是微电子工业中一种优良的等离子刻蚀气体,对硅和氮化硅刻蚀,有较高的刻蚀速率和选择性,而且对表面无污染,尤其是在厚度小于1.5um的集成电路材料的刻蚀中,三氟化氮具有非常优异的刻蚀速率和选择性,在被刻蚀物表面不留任何残留物,同时也是非常良好的清洗剂。

随着纳米技术的发展和电子工业大规模的发展技术,它的需求量将日益增加。

科美特已于2017年8月在彭州市经济科技和信息化局完成了六氟化硫、四氟化碳和三氟化氮的扩产技改项目的备案,未来将新增三氟化氮产品。

对三氟化氮新产品的生产,企业厂房主体工程已经完工,预计于2018年年初开始投入设备,并于2018年中开始销售。

销售单价方面:对六氟化硫及四氟化碳产品的销售单价,由于各产品上市时间较长,销售价格经过多年的大幅下降,近年来处于小幅下降的趋势,但产品原材料氢氟酸的大幅上涨,未来六氟化硫产品价格下降空间已不大,考虑到未来仍存在一定的竞争,预计将继续小幅下降。

对于新产品三氟化氮的销售单价,参考市场上同类产品的销售价格及管理层的预计,综合分析确定2018年的销售单价为17.15万元/吨左右(不含税),考虑到未来仍存在一定的竞争,预计将继续小幅下降。

图57:科美特历史营收和净利润情况(亿元)图58:六氟化硫、四氟化碳、三氟化氮单价(万元/吨)2.943.482.992.890.961.170.960.950.00.51.01.52.02.53.03.54.0201520162017Q1-Q32018营业收入(亿元)净利润(亿元)02468101214161820六氟化硫四氟化碳三氟化氮资料来源:雅克科技、浙商证券研究所资料来源:雅克科技、浙商证券研究所半导体行业专题46/59表24:科美特营收收入、成本预测科美特项目2017年4-12月20182019202020212022及以后六氟化硫收入(万元)23270.0935,106.9038,424.9141,374.5043,769.4543,769.45销售数量(吨)6247.179,520.0010,472.0011,309.7611,988.3511,988.35销售单价(万元/吨)3.72493.68773.66933.65833.6513.651成本(万元)12793.2618,508.2319,923.4421,148.4122,089.8622,089.86毛利率45.02%47.28%48.15%48.89%49.53%49.53%四氟化碳收入(万元)3507.075,272.915,887.926,411.396,789.256,789.25销售数量(吨)684.951,035.001,159.201,263.531,339.341,339.34销售单价(万元/吨)5.12025.09465.07935.07425.06915.0691成本(万元)1531.012,188.782,400.352,572.992,691.972,691.97毛利率56.35%58.49%59.23%59.87%60.35%60.35%三氟化氮收入(万元)-1,715.004,244.638,024.4613,200.6213,200.62销售数量(吨)-100250475783.75783.75销售单价(万元/吨)-17.1516.978516.893616.842916.8429成本(万元)-943.252,353.654,467.227,377.837,377.83毛利率-45.00%44.55%44.33%44.11%44.11%其他材料收入481.99757.71874.031,004.591,147.671,147.67成本253.82406.19472.61545.51623.2623.2毛利率47.34%46.39%45.93%45.70%45.70%45.70%合计收入27259.1542,852.5249,431.4956,814.9464,906.9964,906.99成本14578.0922,046.4525,150.0528,734.1332,782.8632,782.86毛利率46.52%48.55%49.12%49.43%49.49%49.49%资料来源:雅克科技(2018-4-14)、浙商证券研究所扩展产能,加快代替;科美特现已具备年产8,500吨六氟化硫和年产1,200吨电子级四氟化碳的生产能力,在含氟特种气体领域具有重要的领先的市场地位。

年产3500吨半导体用电子级三氟化氮项目正在建设中,对高纯含氟特气的制备、提纯与充装等关键技术具备的独到理解,科美特在同行业中技术领先、研发能力突出,具备很强的持续规模化生产及供货能力。

表25:科美特营收收入、成本预测雅克气体主要产品应用领域产能特种气体-科美特六氟化硫薄膜晶体管液晶显示器、半导体和太阳能面板等8500吨,产能增至12000吨电子级四氟化碳半导体等离子刻蚀2000吨三氟化氮半导体等离子刻蚀3500吨在建设中前驱体--韩国UPChemical旋涂绝缘介质(SOD)DRAM和NAND制造过程的STI技术中,用于填充微电子电路之间的沟槽前驱体CVD和ALD的薄膜沉积雅克硅微粉覆铜板行业、环氧塑封料行业、电工绝缘材料行业以及胶粘剂行业资料来源:雅克科技、浙商证券研究所半导体行业专题47/59图59:企业营收持续增长图60:企业净利润情况-30%-20%-10%0%10%20%30%40%0246810121416182020122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%0.00.51.01.52.02.53.020122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:雅克科技、浙商证券研究所资料来源:雅克科技、浙商证券研究所图61:企业主营业务构成图62:企业销售毛利率与净利率情况阻燃剂,48.29%半导体化学材料,17.71%电子特种气体,16.61%锡盐类,4.14%硅油及胺类,0.58%LDS设备,0.19%硅微粉,9.24%LNG保温复合材料,2.39%其他主营业务,0.90%0510152025302012201320142015201620172018销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:雅克科技、浙商证券研究所资料来源:雅克科技、浙商证券研究所4.4.5.南大光电主要涉及气体:离子注入气体,刻蚀气体,钨沉积气体江苏南大光电材料股份有限企业是一家专业从事高纯电子材料研发、生产和销售的高新技术企业。

南大光电虽然创立于2000年12月,但其技术起源却来源于创始人及其团队在1986至1991年间在南京大学从事的科研工作。

凭借30多年来的技术积累优势,南大光电先后攻克了国家863计划MO源全系列产品产业化、国家“02—专项”高纯电子气体(砷烷、磷烷)研发与产业化、ALD/CVD前驱体产业化等多个困扰我国数十年的项目,填补了多项国内空白。

2017年,南大光电承担了集成电路芯片制造用关键核心材料之一的193nm光刻胶材料的研发与产业化项目南大光电立足LED气体,冲击集成电路特气;南大光电的电子气体在LED领域占有主导地位。

南大光电的主要产品MO源在国内外LED市场处于领先地位,是欧司朗、飞利普、科瑞等跨国企业的重要供应商。

借力企业在LED行业的领先优势,南大光电的半导体制造电子特气产品,取得了国内第一的市场份额,并且通过中芯国际部分验证工作,打破了一直依赖进口的局面,得到了客户的高度认可。

企业原有的电子特气为磷烷和砷烷,产能扩大一倍。

2014年4月份,企业拟使用超募资金人民币6,534.02万元对子企业全椒南大光电材料有限企业进行增资,实施“高纯砷烷、磷烷等特种气体的研发和中试”项目,企业将通过3年的建设、投产及实现销售,达到年产35吨高纯磷烷气体和年产15吨高纯砷烷气体的生产规模。

产品纯度均达到6N标准,满足集成电路及LED等行业需求标准,同时建成高纯电子材料研发平台,为企业新的高纯电子材料产品的研发和产业化提供技术保障。

2019年企业启动产能扩大的项目,计划到2019年底将产能扩大一倍。

2019年1月企业磷烷、砷烷扩产项目获环评批复,一期项目将扩产17.5吨磷烷,二期将再扩产17.5吨磷烷以及15吨砷烷。

半导体行业专题48/59南大光电收购飞源气体,新增氟化气体业务;2019年8月,企业公告拟采用现金收购及增资方式取得山东飞源气体有限企业57.97%股权,第一部分为企业以3,685万元的价格受让鲁泰道路持有的飞源气体本次交易前17.07%的股权,第二部分为企业以21,000万元的价格认购飞源气体,将用于扩大飞源气体的产能及技改升级项目,飞源气体业绩承诺2019年、2020年、2021年净利润总和不低于11,380万元,其中2021年的净利润不低于6,551万元。

飞源气体是国内三氟化氮的主要供应商之一。

飞源气体已经成功进入国内平板显示及集成电路领域,是京东方、惠科、台湾鸿海集团、台积电、华星光电等多家领军企业的重要供应商。

通过此次并购,南大光电涉足较少的LCD领域的产品供应能力和客户覆盖率可以得到提高。

南大光电的现有电子气体和前驱体产品有望进入包括京东方、惠科、台湾鸿海集团等龙头企业的供应商名录。

飞源气体专注NF3、SF6气体生产,扩产提高市场占有率。

2019年7月,飞源科技为明确主业方向,将包括NF3、SF6在内的含氟电子特种气体板块分立为山东飞源气体有限企业,专注并以高纯NF3、SF6等含氟特种电子气体为主业,未来将致力于更多含氟电子特种气体的研发、生产、销售、服务,计划在不断提升NF3、SF6产能、品质的同时,推出六氟化钨等含氟电子特气产品,逐步成为在含氟电子特种气体方面具有国际竞争力的供应商。

企业近期的首要目标是迅速提升NF3产品产能,提高市场占有率,提升和稳固竞争地位。

近期发展目标为:在2020年上半年,实现2,000吨NF3产线达产目标;在2020年底之前,实现3,000吨NF3产线投产目标。

根据标的企业产品技术提升路线,标的企业产品品质和技术标准将在2年内达到国内领先,在国际上具备竞争力的水平,为标的企业下一阶段提升国际市场和高端集成电路市场占有率做好准备。

表26:企业的特气种类及产能情况南大光电主要产品应用领域产能全椒南大光电磷烷LED的CVD,半导体离子注入35吨/年,一期扩产17.5吨,二期扩产17.5吨砷烷LED的CVD,半导体离子注入15吨/年,二期扩产15吨飞源气体NF3半导体刻蚀、半导体清洗2020年上半年实现2000吨,2020年底之前,实现3000吨SF6面板、半导体刻蚀2000吨资料来源:南大光电、浙商证券研究所表27:飞源气体产品客户进展客户飞源气体产品应用领域台积电NF32017年即完成认证,并开始批量采购飞源气体的NF3产品中芯国际NF3、SF62018年已完成飞源气体样品测试工作,并开始供货。

京东方NF3、SF62018年开始采购飞源气体的产品。

此后由于反响良好,采购量不断提升。

鸿海集团NF3、SF6旗下群创光电、深圳SDP已经完成NF3产品认证,深圳SDP也完成了电子级SF6的导入,实现了飞源气体电子级SF6的重要突破。

重庆惠科NF3飞源气体作为NF3的主要供货商,采购量不断提升。

中国西电NF3、SF6下属西电股份、西电高压、西电国际2018年均已采购飞源气体的SF6,未来飞源将作为西电SF6产品的主供应商。

资料来源:南大光电、浙商证券研究所半导体行业专题49/59图63:企业营收持续增长图64:企业净利润情况-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%0.00.51.01.52.02.53.03.520122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.020122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:南大光电、浙商证券研究所资料来源:南大光电、浙商证券研究所图65:企业主营业务构成图65:企业销售毛利率与净利率情况0%0%0%0%0%20%34%20%25%37%36%38%28%25%64%53%43%41%36%28%23%3%4%6%14%15%24%18%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2012201320142015201620172018电子特气三甲基铟三甲基镓三甲基铝三乙基镓其他010203040506070销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:南大光电、浙商证券研究所资料来源:南大光电、浙商证券研究所4.4.6.金宏气体主要涉及气体:刻蚀气体,沉积气体苏州金宏气体股份有限企业是专业从事气体研发、生产、销售和服务的高新技术企业,成立于1999年,总部位于江苏省苏州市相城区潘阳工业园,已经拥有大宗气体、电子特种气体两大类百余种产品,广泛应用于冶金、化工、造船、电子、光纤通讯、机械制造、食品、医疗、太阳能光伏、LED、半导体等众多领域。

金宏为不同行业、不同客户的所有发展阶段提供众多气体产品和一站式用气解决方案,并提供气体生产设施、洁净管路的设计、建造、安装、运行及量身定制的物流支撑。

企业已与国内电子半导体领域的众多知名企业建立了合作关系。

例如集成电路行业的晶方半导体、上海新傲、厦门联芯,液晶面板行业的京东方、天马微电子、TCL华星、中电熊猫(间供),LED行业的三安光电、聚灿光电、乾照光电,光纤通信行业的亨通光电、富通集团,光伏行业的通威太阳能、天合光能、隆基股份等。

其中截止2019H1企业前五大客户合计销售收入占比达到了14.79%,前五家客户分别为亨通光电(6.35%)、乾照光电(2.48%)、江苏美特瑞科技发展有限企业(2.44%)、聚灿光电(1.92%)、华灿光电(1.60%)。

半导体行业专题50/59表28:电子特种气体与电子大宗气体在不同应用领域占比领域电子特种气体电子大宗气体液晶面板30%-40%60%-70%集成电路约50%约50%LED、光伏50%-60%40%-50%资料来源:金宏气体、浙商证券研究所整合资源,高端特气领域持续突破。

2000年,苏州金宏以收购了法国液化空气有限企业在苏州的分企业(东吴液空有限企业)为契机,进入快速发展阶段。

此后,苏州金宏先后于2003年,2004年兴建了空分气体和高纯氢氧生产装置,填补了区域空白。

在电子特气领域,苏州金宏投资的7N级超纯氨于2010年正式生产运营,2012年投资建设天然气裂解制氢项目,填补了国内空白并先后获得了省市以及国家级别的多项奖励与荣誉。

除此之外,苏州金宏的电子特气产品还包括:笑气,三氯化硼,三氟化氮,六氟化硫,八氟环丁烷,六氟乙烷,四氟化碳,氯化氢,硅烷等。

高纯氨气和氢气是金宏气体电子特气业务的主要收入来源。

高纯氨主要应用于新型光电子材料领域,是MOCVD技术制备氮化镓的重要基础材料。

由氮化镓生产高灵敏度蓝光发光二级管和蓝光激光器,以及第三代功率半导体,是现在国内外都在抢占的产业。

高纯氨还是制备三氟化氮、氮化硅的基础材料,是生产超高级氮的原料气。

此外,高纯氨气还可用于LED电子行业的氮,或者与硅烷、高纯氩气一起用于薄膜太阳能电池制造。

而氢气在半导体制造中则可以用作平衡气、蚀刻气、标准气、零点气、校正气、热氧化、外延、扩散、多晶硅、钨化、离子注入、载流、烧结等。

另外,及电子微芯片的制造中,在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。

表29:金宏气体特气收入主要来源金宏气体特气项目2016年度2017年度2018年度2019年1-6月超纯氨产能(吨)5500850085004250收入(万元)5658.616899.498468.754247.49收入占比9.28%8.46%8.86%8.56%氢气产能(千立方)23000230003560022300收入(万元)7284.897893.199568.585241.05收入占比11.94%9.68%10.01%10.56%资料来源:金宏气体、浙商证券研究所金宏气体在高纯氨与氢之外,拥有多种电子特气技术和研发储备。

金宏气体除了对超纯氨、高纯氢、高纯氧化亚氮、高纯二氧化碳、硅烷混合气、八氟环丁烷、高纯氩、高纯氮拥有自主常识产权以外,还正在积极研发电子级正硅酸乙酯、电子级氯化氢、电子级氯气、电子级溴化氢、电子级羰基硫、电子级一氧化氮、高纯氢氟酸、高纯硒化氢等产品的相关技术。

该领域目前还主要由国外企业垄断,金宏气体大力投入集成电路配套用电子气体的研发储备,力争打破国外巨头在集成电路用电子气体领域的垄断格局。

随着电子气体国产化的需求越来越迫切,基于电子气体良好的市场前景以及客户对高质量电子气体产品的要求,金宏气体立足现有产业平台,核心技术和在研项目,或将有效提升市场占有率。

金宏气体在2019年12月递交申请,冲刺科创板。

此前,在2019年8月,金宏气体撤回了创业板上市的申请,开始积极筹备科创板冲刺,并于12月13日公告了IPO招股说明书申报稿,计划募集99,777.90万元。

其中,张家港金宏气体有限企业超大规模集成电路用高纯气体项目产品为电子气体产能建设项目,项目申报总投资为2.1亿元,募集资金2.06亿元,建成后达产年将形成年提纯2,400万标立方米高纯氢气、年生产1,000吨5N高纯二氧化碳、25吨5N高纯甲烷、100吨5N高纯六氟乙烷、60吨5N高纯三氟甲烷和100吨5N高纯八氟环丁烷的生产规模。

金宏气体还将利用本次IPO募集资金投入3000万元建设研发中心,研发方向为电子半导体领域不可或缺的高端材料(特种气体及其混合气体等电子化学品)。

进一步增强企业在电子特气领域的实力。

半导体行业专题51/59表30:企业的储备、在研产品/技术情况金宏气体特气研究进展电子特种气体应用领域项目进展主要的技术储备电子级9N正硅酸乙酯(TEOS)半导体沉积试验已完成,项目量产报批中电子级氯化氢、电子级氯气半导体刻蚀;半导体设备清洗试验已完成,项目量产正在建设中电子级5N溴化氢(HBr)半导体刻蚀2项发明、3项实用新型专利正在申请中电子级羰基硫(COS)半导体刻蚀5项发明专利正在申请中气体检测技术研究ppt级别微量杂质的在线检测技术,解决腐蚀性气体对设备腐蚀问题,解决高毒性气体的泄漏问题。

已取得12项发明专利、8项实用新型,4项发明、2项实用新型专利正在申请中正在研发项目高纯一氧化氮半导体掺杂已立项高纯氢氟酸半导体清洗,半导体刻蚀已立项高纯硒化氢半导体掺杂已立项高纯四氟化硅半导体刻蚀已立项高纯三氟化氯半导体设备清洗已立项高纯三氟化硼半导体离子注入,半导体刻蚀已立项高纯六氟丁二烯半导体刻蚀已立项资料来源:金宏气体、浙商证券研究所图66:企业营收持续增长图67:企业净利润情况0%5%10%15%20%25%30%35%40%0246810121420122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-200%-100%0%100%200%300%400%500%600%0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.020122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:金宏气体、浙商证券研究所资料来源:金宏气体、浙商证券研究所图68:企业主营业务构成图69:企业销售毛利率与净利率情况64%47%40%34%37%36%39%40%32%42%42%44%38%37%36%40%0%6%10%15%18%18%14%11%4%5%8%7%7%9%11%10%0%20%40%60%80%100%120%20122013201420152016201720182019大宗气体特种气体清洁煤气其他气体010203040506020122013201420152016201720182019销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:金宏气体、浙商证券研究所资料来源:金宏气体、浙商证券研究所半导体行业专题52/594.4.7.巨化股份主要涉及气体:刻蚀气体,沉积气体巨化股份是由基础化工产业企业逐步转型的中国氟化工行业领先的企业。

巨化股份成立于1998年6月17日,是经浙江省人民政府批准,由巨化集团有限企业(以下简称“巨化集团”)独家发起,采用募集方式设立的股份有限企业。

经过20多年的发展,巨化股份已经形成了包括基础配套原料、氟制冷剂、有机氟单体、含氟聚合物、含氟专用化学品等在内的完整的氟化工产业链,并涉足石油化工产业。

前期大手笔投入电子特气,博瑞电子为实施主体:巨化股份在2014年成立了电子特气筹备组,在协调内外部资源之后于当年设立了子企业博瑞电子,专注于电子特气的生产和销售,并连续数年巨额投资建设电子特气技术和产能。

巨化股份2015年发布非公开发行预案,预计非公开发行股票募集资金总额不超过32亿元,其中预算投资总投资1.5亿用于高纯电子气体项目(一期),包含1000t/a医药级氯化氢、1000t/a高纯氯化氢、500t/a高纯氯气;总投资1.2亿元用于高纯电子气体(二期),包含二氧化碳200t/a、氧化亚氮150t/a、含氟气体500t/a、含氯气体200t/a、混合气体4,000瓶/年;总投资8亿元用于含氟特种气体,包含三氟化氮2,000t/a、六氟丁二烯50t/a。

联手大基金,发展电子化学材料。

巨化集团与大基金联合设立电子材料业务合资企业中巨芯科技,进一步发展电子化学材料业务,其中,企业持股比例为39%。

2018年3月份企业将全资子企业浙江凯圣氟化学有限企业100%股权和浙江博瑞电子科技有限企业100%股权共同作为一个标的进行公开挂牌转让,中巨芯科技为最终摘牌方(受让方),股权转让价格为9.40亿元,其中博瑞企业100%股权价格为人民币7.37亿元,凯圣企业100%股权价格为人民币2.02亿元。

前博瑞电子以大基金参股为契机,进行高纯电子气体项目第二期含氟电子气体项目的建设。

同时,博瑞电子积极展开对外合作,与日本中央硝子一起展开六氟化钨等系列高纯电子气体的生产和销售业务。

表31:巨化股份(中巨芯)电子气体情况巨化股份主要产品应用领域产能含氯特气氯化氢(HCl)、氯气(Cl2)半导体刻蚀;半导体设备清洗HCL(1000吨)、Cl2(500吨)三氯化硅(SiHCl3)半导体沉积2000吨含氟特气八氟环丁烷(C4F8)、六氟丁二烯(C4F6)、三氟化氮(NF3)半导体刻蚀;半导体设备清洗C4F6(50吨)、NF3(2000吨)六氟化钨(WF6)、三氟化硼混合气(BF3)半导体沉积其他硼烷混合气体(B2H6)、磷烷混合气体(PH3)、锗烷混合气体(GeH4)半导体掺杂乙硅烷(Si2H6)、锗烷(锗烷)半导体沉积资料来源:巨化股份、浙商证券研究所半导体行业专题53/59图70:企业营收持续增长图71:企业净利润情况-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%020406080100120140160180营业收入(亿元)YOY(%)-100%0%100%200%300%400%500%600%0510152025净利润(亿元)YOY(%)资料来源:巨化股份、浙商证券研究所资料来源:巨化股份、浙商证券研究所图72:企业主营业务构成图73:企业销售毛利率与净利率情况16%20%24%24%27%29%10%12%11%11%9%12%10%10%11%10%11%12%5%5%5%6%5%4%37%34%33%30%28%21%0%20%40%60%80%100%201320142015201620172018制冷剂氟化工原料基础化工产品及其它含氟聚合物材料石化材料食品包装材料含氟精细化学品电子化学材料其他业务051015202530销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:巨化股份、浙商证券研究所资料来源:巨化股份、浙商证券研究所4.4.8.凯美特气主要涉及气体:稀有气体凯美特气是中国国内化工尾气分离行业的龙头。

凯美特气是国内最大的食品级液体二氧化碳生产企业同时也向市场供应氩气,氢气,甲烷一氧化碳等工业气体。

企业主要产品由于纯度高、质量稳定,得到广大客户的认可。

企业已与多家下游企业建立了长期、稳定的合作关系,产品市场占有率逐年上升。

凯美特气进军电子气体业务;2017年9月,企业电子特种气体分企业总投资为30,975万元(不含增值税),新建25套电子特种气体项目生产装置,采用低温吸附、深冷精馏分离、电解、催化合成技术。

该项目产品为“高端、精细、专业”的电子特种气体混配气体及同位素,属于电子化学品和核能范围内的同位素,应用领域广泛,主要用于生产环节隔离去氧化、做保护气、半导体清洁气体等,主要应用于电子、激光、医药、航天等领域,且产品价格昂贵,项目具有良好的经济性。

项目建设期为三年。

预计年均销售收入预估为14,395万元(含税),年均利润总额7,390万元。

凯美特气特种稀有气体试生产;现按照市场情况分期分批投入建设,先期启动一期项目建设,项目一期总投资19,739万元(不含增值税),建设规模为新建12套电子特种气体生产及辅助装置;2020年初目前已完成工程主体建设及设备安装、调试工作,且试生产方案经专家评审通过,符合试生产条件,将进入试生产阶段。

半导体行业专题54/59表32:凯美特气电子气体情况凯美特气主要产品应用领域电子特气分企业氦、氖、氩、氪、氙稀有气体半导体刻蚀,光刻用激光器保护气体同位素气体半导体生产热管理和保护用气体资料来源:凯美特气、浙商证券研究所图74:企业营收持续增长图75:企业净利润情况-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%012345620122013201420152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)-300%-250%-200%-150%-100%-50%0%50%100%150%200%(0.6)(0.4)(0.2)0.00.20.40.60.81.01.220122013201420152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:凯美特气、浙商证券研究所资料来源:凯美特气、浙商证券研究所图76:企业主营业务构成图77:企业销售毛利率与净利率情况95%53%47%90%56%40%37%0%4%15%17%15%21%22%0%0%26%14%15%13%2%1%3%3%4%3%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%2012201320142015201620172018液体二氧化碳氢气液化气氧、氮气燃料气加工费干冰戊烷氩气甲烷其他业务-40-200204060802012201320142015201620172018销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:凯美特气、浙商证券研究所资料来源:凯美特气、浙商证券研究所4.4.9.三孚股份主要涉及气体:外延沉积气体三孚股份是一家资源综合利用,产业循环发展的高科技化工企业。

2017年6月三孚股份在沪市主板成功挂牌上市。

三孚主要产品包括三氯氢硅、四氯化硅、光纤四氯化硅、氢氧化钾、硫酸钾、特种气体等。

产品广泛应用于光伏、光纤、精细化工、肥料、电子芯片等领域。

三孚股份围绕三氯氢硅、四氯化硅、氢氧化钾、硫酸钾“两硅两钾”生产系统实现协调联动生产,资源循环利用,产品互相支撑的循环产业链条初步形成,走出了一条化工行业绿色循环发展新路。

三孚股份2017年底开始进军高纯电子特气领域(二氯二氢硅和三氯氢硅)。

在2017年12月,三孚股份发布公告,拟通过全资子企业唐山三孚电子材料有限企业投资建设年产500吨电子级二氯二氢硅及年产1000吨电子级三氯氢硅项目,项目投资总额28,724万元。

预计年营业收入为24,574万元,年均利润总额为12,631万元,本项目全投资内部收益率(税后)为28.77%,投资回收期(税后)为5.18年(自建设之日起)。

在工程进度方面:本项目投产后的第一年为20%,第二年为40%,第三年为60%,第四年为80%,从投产后第半导体行业专题55/59五年以及以后每年开始达到100%设计能力。

2019年上半年,该项目设备采购及主体框架建设已基本完成,设备安装及其他土建工程也在稳步推进过程中。

在企业优势方面:三孚股份具有十余年三氯氢硅、四氯化硅生产经验,对于电子级二氯二氢硅、电子级三氯氢硅的研发和生产具有一定的技术储备,可以形成技术协同。

该项目主要原材料为三氯氢硅,是企业的主要产品之一,原材料可直接通过管道运送至项目生产车间,降低运输成本的同时,保证了原料的质量和供应的及时性,项目反应生成的副产物四氯化硅通过管道送回三氯氢硅车间,实现了主要物料的循环利用。

企业采用“三氯氢硅歧化法”生产电子级二氯二氢硅及电子级三氯氢硅。

歧化法(2SiHCl3→SiCl4+SiH2Cl2;副反应为2SiH2Cl2→SiHCl3+SiH3Cl,2SiH3Cl→SiH4+SiH2Cl2)优点为反应温度(70℃)和压力均较低,能耗低,投资小。

而且因为是液相反应,没有硅粉参与,因此固废很少,环保清洁。

缺点是副产大量四氯化硅,需要考虑回收问题。

三氯氢硅原料自三孚硅业三氯氢硅合成车间经输送泵送至罐区的原料三氯氢硅储罐暂存,然后经罐区原料输送泵首先送入吸附装置除杂。

吸附除杂后的三氯氢硅原料首先进入除尘塔除去可能存在的固体杂质,从该塔出来的原料再经过原料TCS脱低沸塔和原料TCS脱高沸塔以进一步除去原料中的高沸物和低沸物,提纯后的三氯氢硅原料进入歧化反应器进行歧化反应。

在设定温度和压力条件下,歧化反应器内的三氯氢硅在催化剂作用下发生歧化反应,生成目标产物二氯二氢硅,同时副产四氯化硅。

部分未完全反应的三氯氢硅和产物一起进入氯硅烷缓冲罐准备进行下一步分离提纯。

氯硅烷混合物经冷却后首先进入除尘塔除去可能存在的固体杂质,然后依次进入氯硅烷分离A塔、氯硅烷分离B塔和氯硅烷分离C塔进行分离操作。

四氯化硅从氯硅烷分离C塔塔釜采出,经管廊送回三孚硅业三氯氢硅合成车间。

三氯氢硅从氯硅烷分离C塔塔顶采出,送入后续精馏分离系统。

二氯二氢硅从氯硅烷分离A塔塔顶采出,送入后续精馏分离系统。

从氯硅烷分离A塔塔顶采出的二氯二氢硅依次进入电子级二氯二氢硅(DCS)低沸A塔、DCS低沸B塔、DCS高沸A塔和DCS高沸B塔以除去其中的低沸物和高沸物,最终得到电子级二氯二氢硅,储存到原料及产品罐区的成品二氯二氢硅储罐。

从氯硅烷分离C塔塔顶采出的三氯氢硅依次进入电子级三氯氢硅(TCS)脱低沸塔和TCS脱高沸塔以除去其中的低沸物和高沸物,最终得到电子级三氯氢硅储存到原料及产品罐区的成品三氯氢硅储罐。

根据市场情况,未完全反应的三氯氢硅一部分进入原料提纯系统后再进歧化反应器进行歧化反应,一部分送回三孚硅业三氯氢硅合成车间。

电子级二氯二氢硅及三氯氢硅主要应用在硅外延片生产领域。

半导体制造商生产集成电路(IC)芯片用硅片分别采用硅抛光片(PW)和硅外延片以及非抛光片三种类型,用量最多的为前两种硅片。

硅外延片即在一定条件下,在经过切、磨、抛等仔细加工的单硅晶衬底上生长一层合乎要求的单晶层。

20世纪80年代早期开始使用外延片,它具有硅抛光片所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

因此,硅外延片广泛应用于制作不可恢复器件,包括MPU、逻辑电路芯片、快闪存储器、DRAM等。

目前硅外延生长的最主要方法就是采用化学气相沉积(CVD)的气相外延法。

以二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅或硅烷为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。

电子级三氯氢硅作为硅源,外延生长速度快,使用安全,是较为通用的硅源。

通常以氢气为还原气体,反应温度为1100-1200℃(反应方程式:SiHCl3+H2→Si+3HCl)。

电子级二氯二氢硅作为硅源,直接分解生成硅,反应温度较三氯氢硅低(约1050~1150℃),使用方便,应用越来越广泛(反应方程式:SiH2Cl2→Si+2HCl)。

电子级二氯二氢硅及电子级三氯氢几乎依赖进口,国产替代价格优势显著。

当前,世界上只有美国、日本、德国等少数国家能够大规模生产电子级三氯氢硅,最大的生产商是德国的Wacher企业和美国的DowCorning企业。

中国在20世纪90年代初建成一定规模的三氯氢硅生产装置,然而目前我国的三氯氢硅产品纯度只能满足中低端用户。

目前全球电子级二氯二氢硅的市场,日本占据了约80%市场份额。

这百分之八十市场中,日本信越化学占据了80%左右的份额。

我国仅有河南沁阳凌空特种气体有限企业可生产,产能仅为150吨/年。

国内电子级二氯二氢硅和电子级三氯氢硅仍然大量依赖进口。

电子级三氯氢硅国产价格约为每吨5-7.5万人民币,进口产品到终端客户价格约为每吨15-20万元,电子级二氯二氢硅进口产品价格约为每吨30-40万元。

半导体行业专题56/59表33:三孚股份电子气体情况三孚股份主要产品应用领域产能客户竞争对手国产率三孚电子材料电子级二氯二氢硅(SiH2Cl2)CVD外延片生产500待开展日本占据80%份额(日本信越80%)河南沁阳凌空特种气体有限(150吨/年)电子级三氯氢硅(SiHCl3)CVD外延片生产1000待开展德国Wacher和美国DowCorning一定规模应用中低端资料来源:三孚股份、浙商证券研究所图78:企业营收持续增长图79:企业净利润情况-10%0%10%20%30%40%50%60%024681012营业收入(亿元)YOY(%)-50%0%50%100%150%200%0.00.20.40.60.81.01.21.41.6净利润(亿元)YOY(%)资料来源:三孚股份、浙商证券研究所资料来源:三孚股份、浙商证券研究所图80:企业主营业务构成图81:企业销售毛利率与净利率情况62%55%50%45%42%32%37%35%39%44%49%43%40%33%0%20%40%60%80%100%120%2012201320142015201620172018氢氧化钾三氯氢硅硫酸钾高纯四氯化硅其他业务05101520253035销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:三孚股份、浙商证券研究所资料来源:三孚股份、浙商证券研究所4.4.10.和远气体主要涉及气体:空分大宗气体和高纯氢气、氧气湖北和远气体股份有限企业是一家致力于各类气体产品的生产与服务、工业尾气回收循环利用以实现节能环保效应的综合解决方案提供商及运营商。

企业气体产品按种类可分为医用氧气、工业氧气、食品氮气、工业氮气、氩气、氢气、氦气、天然气、二氧化碳、乙炔、丙烷、各类混合气等多种气体,主要满足化工、食品能源、照明、家电、钢铁、机械、农业等基础行业和光伏、通信、电子、医疗等新兴产业对气体和清洁能源的需求。

和远气体创办于2003年,截止2016年,相继在宜昌、荆门、武汉、黄冈等全省范围内成立了14家工业气体瓶装连锁全资子企业、宜昌与浠水2个氧、氮、氩空分生产基地,枝江、宜都两个液化天然气生产基地、宜昌2000m3/h高纯氢生产基地、武汉100m3/h高纯氦生产基地。

半导体行业专题57/59和远气体以大宗空分气体为主体,拓展个行业优质客户。

和远经过多年的发展,在各个行业积聚了一批优质的客户。

其中工业气体客户包括兴发集团、烽火通信、GREE电器、美的集团、晶科能源、武钢气体、三宁化工等上市企业和国内知名企业;食品级液氮客户包括顶津食品、红牛饮品、百事食品、伊利乳业、汇源果汁、银鹭集团等多家知名食品企业;医用氧客户包括武汉儿童医院、宜昌市中心医院等大型医疗机构。

与这些优质客户长期互信的合作,使企业形成良好的品牌效应,从而不断的提升市场占有率,持续保持区域行业内的领先地位。

企业秉承差异化的技术路线,除了以空分气体的生产与销售为业务核心体系外,率先将气体分离技术应用于以工业尾气回收循环再利用为核心的环保产业,为客户低成本、有效的解决了危废处理问题,实现资源的循环再利用。

同时为企业在工业尾气回收领域建立起良好的品牌效应,拓展了市场空间,在市场上形成了以环保回收为特色的差异化竞争力。

企业的特种气体主要包括氢气、氦气等。

2016年、2017年、2018年及2019年1-6月,企业特种气体收入分别为2,659.68万元、3,503.67万元、4,028.20万元及2,600.22万元,总体呈现平稳增长态势,企业工业尾气回收提纯再利用技术逐步成熟,对特种气体的业务发展起到了推动作用,并且有助于企业进一步拓展氩气回收等其他气体回收业务。

表34:和远气体特种气体产品构成情况项目2016201720182019H1金额比例金额比例金额比例金额比例氢气2296.8386.36%2913.6583.16%3035.9875.37%1781.5068.51%氦气362.8513.64%590.0216.84%992.2224.63%818.7231.49%资料来源:和远气体、浙商证券研究所图82:企业营收持续增长图83:企业净利润情况0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0123456720152016201720182019营业收入(亿元)YOY(%)0%20%40%60%80%100%120%00.10.20.30.40.50.60.70.80.920152016201720182019净利润(亿元)YOY(%)资料来源:和远气体、浙商证券研究所资料来源:和远气体、浙商证券研究所图84:企业主营业务构成图85:企业销售毛利率与净利率情况80%60%66%70%11%23%24%18%9%7%6%6%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015201620172018普通气体清洁煤气特种气体其他业务051015202530354045502015201620172018销售毛利率(%)销售净利润(%)资料来源:和远气体、浙商证券研究所资料来源:和远气体、浙商证券研究所半导体行业专题58/59A股相关电子气体上市企业2020年~2022年是中国大陆晶圆厂投产高峰期。

以长江存储,合肥长鑫存储等新星晶圆厂和以中芯国际,华虹为代表的老牌晶圆厂正处于产能扩张期,未来3年将迎来密集投产。

以12寸等效产能计算,2019年中国的大陆产能为105万片/月,大家预计至2022年大陆晶圆厂产能增至201万片/月。

据国内晶圆厂的建设速度和规划,预计2022年国内电子气体市场是2019年的两倍,电子气体市场迎来高速发展期。

根据2019年的20亿美金的市场空间,预计2022年,中国大陆电子气体市场空间将会接近40亿美金,将会接近300亿元大关。

国内少数电子气体已经完成突破,业绩爆发即将到来。

国内电子特气代替主要有四种方式。

第一,产能优势来降低成本进入国际主流晶圆厂。

第二,通过收购国际知名企业直接打入核心供应链。

第三,通过特定气体进入核心供应商。

第四,业务扩展进入供应商名单。

1)通过产能优势快速切入半导体刻蚀气体,部分含氟气体已经实现国产替代,如三氟化氮、六氟化硫,代表企业有中航重工(718所)、昊华科技(黎明院)、雅克科技(科美特)、南大光电(飞源气体);2)通过技术升级切入半导体化学沉积,部分国产替代初显成效,如六氟化钨、四氟化碳,代表企业有中航重工(718所)、昊华科技(黎明院)、雅克科技(科美特);3)通过某种特气进入核心供应商,切入多种半导体气体,代表企业有华特气体,南大光电;4)从空分气体或者大化工进入半导体领域,具备技术及产能储备,代表企业有巨化股份(中巨芯)、三孚股份、金宏气体、凯美特气、和远气体。

表35:A股相关电子气体上市企业整理表证券代码企业简称2020.3.20预测EPS预测业绩增速(%)PE收盘股价20182019E2020E2021E2019E2020E2021E2019E2020E2021E600378.SH昊华科技20.060.630.620.710.80-2%15%13%32.3528.2525.08688268.SH华特气体64.660.750.860.991.2315%15%24%75.1965.3152.57002409.SZ雅克科技37.670.290.550.760.9490%38%24%68.4949.5740.07300346.SZ南大光电30.440.190.130.260.36-32%100%38%234.15117.0884.56600160.SH巨化股份8.010.780.390.530.71-50%36%34%20.5415.1111.28002549.SZ凯美特气6.390.150.140.230.28-7%64%22%45.6427.7822.82603938.SH三孚股份29.030.750.72-4%--40.32--002971.SZ和远气体22.870.630.710.660.8313%-7%26%32.2134.6527.55资料来源:Wind一致预期、浙商证券研究所半导体行业专题59/59股票投资评级说明以报告日后的6个月内,证券相对于沪深300指数的涨跌幅为标准,定义如下:1、买入:相对于沪深300指数表现+20%以上;2、增持:相对于沪深300指数表现+10%~+20%;3、中性:相对于沪深300指数表现-10%~+10%之间波动;4、减持:相对于沪深300指数表现-10%以下。

行业的投资评级:以报告日后的6个月内,行业指数相对于沪深300指数的涨跌幅为标准,定义如下:1、看好:行业指数相对于沪深300指数表现+10%以上;2、中性:行业指数相对于沪深300指数表现-10%~+10%以上;3、看淡:行业指数相对于沪深300指数表现-10%以下。

大家在此提醒您,不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。

大家采用的是相对评级体系,表示投资的相对比重。

建议:投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况,比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。

投资者不应仅仅依靠投资评级来推断结论法律声明及风险提示本报告由浙商证券股份有限企业(已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格,经营许可证编号为:Z39833000)制作。

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