芯片的生长素-电子特气
电子化工材料（Electronic Chemical Materials，简称 ECM），指为集成电路和分立器件、电容、电池、印制线路板、液晶显示器等电子元器件的生产而使用的各种精细化学品，是电子材料和精细化学品结合的高新技术产品。电子化工材料处于电子信息产业链的前端，没有高质量的电子化工材料就不可能制造出高性能的电子元器件，在电子产业中的作用相当于“生长激素”。
电子特气
电子特种气体（简称：电子特气）是特种气体的一个重要分支，是集成电路（IC）、显示面板（LCD、OLED）、光伏能源、光纤光缆等电子工业生产中不可或缺的关键性原材料，广泛应用于薄膜、光刻、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺，其质量对电子元器件的性能有重要影响。
▲电子特气是气体行业的重要分支
气体的产品种类丰富，电子元器件在其生产过程中对气体产品存在多样化需求。例如集成电路制造需经过硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺环节，这个过程中需要的高纯特种气体和混合气体的种类超过 50 种，且每一种气体应用在特定的工艺步骤中。此外，在显示面板、LED、太阳能电池片等器件的制造中的不同工艺环节均会用到多种特种气体。
▲电子气体在不同电子元器件制造工艺中的应用
电子特气在其生产过程中涉及合成、纯化、混合气配制、充装、分析检测、气瓶处理等多项工艺技术，下游客户对产品质量要求较高。尤其是极大规模集成电路、新型显示面板等精密化程度非常高的应用领域，对特种气体的纯化、杂质检测、储运技术都有着严格的要求。
气体纯度：特种气体要求超纯、超净。纯度每提升一个 N 以及粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。例如，12 吋、90nm 制程的集成电路制造技术要求电子特气的纯度要在 5N~6N 以上，有害的气体杂质浓度需要控制在 ppb（10-9）；在更为先进的28nm 及目前国际一线的 6nm~10nm 集成电路制程工艺中，电子特气的纯度要求更高，杂质浓度要求甚至达到 ppt（10-12）级别。
配比的精度（混合气）：随着混合气中产品组分的增加、配制精度的上升，常要求气体供应商能够对多种 ppm（10-6）乃至 ppb（10-9）级浓度的气体组分进行精细*作，其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。
气体储运：保证气体在存储、运输、使用过程中不会被二次污染，对气瓶内部、内壁表面的处理涉及多项工艺，均依赖于长期的行业探索和研发；此外，对于某些具有高毒性或危险性的气体，需要使用负压气瓶储运，以减少危险气体泄露风险。
气体分析检测：由于需要检测的杂质含量低至 ppb 级别，需要使用特殊的气相色谱、ICP-AES、ICP-MS 等非常规分析方法。
电子特气市场规模大。据统计，2017 年全球特种气体的市场规模达 241 亿美元，其中电子领域（包括集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等）的特种气体市场规模预计超过 100 亿美元；我国特种气体的市场规模约 178 亿元，其中电子领域的特种气体市场规模约 100 亿元。
半导体用电子特气行业增速高。在半导体领域，电子特气在半导体制造的材料成本中占比高达 13%，是仅次于硅片的第二大材料。仅从集成电路用电子气体来看，据我国产业信息网的数据，2018 年全球集成电路用电子气体的市场规模达到 45.12 亿美元，同比增长 16%，我国集成电路用电子特气的市场规模约 4.89 亿美元。
▲2018 年全球半导体制造材料成本结构
▲全球集成电路用电子气体市场规模
基于未来几年我国**地区半导体、显示面板等主要电子元器件的新增产能较多，以及电子化工材料的进口替代需求强烈，国内电子特气行业将迎来高速增长。
半导体、显示面板等电子产业链东移，我国电子产业市场规模急剧扩张。我国已成为全球最大的半导体生产国，且 2017~2020 年间我国**新建半导体晶圆厂数量占全球新增总数高达 42%；我国**液晶面板出货量已在 2019 年 1 季度跃居全球第一，全球占比超过 50%。
海外垄断格局明显，国产替代迫在眉睫。目前全球电子特气市场被几家海外龙头企业垄断，国内电子特气的进口依存度超过 80%，在半导体、显示面板产业链国产化趋势下，上游原材料受制于人的 局面亟待改变。
由于技术壁垒高、制备难度大，目前全球电子特气市场被几家海外龙头企业垄断。主要公司有美国空气化工产品公司、法国液化空气集团、日本大阳日酸株式会社、德国林德集团（2018年与美国普莱克斯公司合并）等，合计占据全球市场 94%的份额。我国的电子特气市场中，外资巨头也牢牢控制了 85%的市场份额，进口替代需求强烈。
▲全球电子特气市场格局
▲国内电子特气市场格局
进口替代的驱动因素主要为技术突破。国产工业气体的技术已经较为成熟，但达到电子级气体的产品仍然较少。部分国产产品已实现技术突破，部分产品已经达到半导体生产用电子气体的技术水平和工艺要求，比肩国际先进水平。
国内企业已有突破，部分电子特气产品已进入半导体产业链。相比海外公司较高的行业集中度，国内电子特气产能相对分散，细分领域公司数量较多。相对海外巨头每家公司都有众多电子特气产品类别批量进入半导体制造产业链，国内企业目前每家公司仅有个别电子特气产品打入本土半导体产业链，尚与海外公司有较大差距。
随着技术的逐步突破，国内气体公司在电光源气体、***体、消毒气等领域发展迅速，但与国外气体公司相比，大部分国内气体公司的供应产品仍较为单一，纯度级别不高，尤其在集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏等高端领域，相关特种气体产品主要依赖进口。
根据我国工业气体工业协会统计，目前集成电路生产用的特种气体，我国仅能生产约20%的品种，其余均依赖进口。目前我国国内企业所能批量生产的特种气体仍主要集中在集成电路的清洗、蚀刻、光刻等工艺环节，对掺杂、沉积等工艺的特种气体仅有少部分品种取得突破。基于安全的自主可控仍然是特种气体长期国产替代的主旋律。
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