半导体制造“供血不足” 电子特气国产化亟待提速

随着6月29日中巨芯科技股份有限公司的科创板IPO过会,科创板的“高精尖”半导体相关产业队伍进一步扩大,电子特种气体行业也将受到了新一轮关注。电子特气是中巨芯科技股份有限公司主营业务之一,其中高纯氯气、高纯氯化氢已在中芯国际(688981.SH)、华润微(688396.SH)、士兰微(600460.SH)等多家企业通过认证并批量供货。

　　作为电子工业重要的原材料之一,电子特气在半导体行业的地位愈发凸显,并在晶圆制造过程中占材料成本的14%左右,几乎渗透到集成电路生产的每个环节,对集成电路的性能、集成度和成品率都有较大影响,被称为半导体制造的“血液”和“粮食”。但在这一领域,我国还明显存在“卡脖子”现象,国产化进程亟待提速。

　　行业高度集中国际巨头寡头垄断

　　在残酷的高科技争夺战中,芯片问题始终是民族工业之痛。设备中的光刻机,芯片材料中的高端光刻胶等核心制造技术,均掌控在国际厂商手中。电子特气也不例外,其市场格局长期以来被巨头垄断。

　　从全球电子特气市场占比来看,由于海外特种气体市场的发展较早,国际主要工业气体巨头形成了深厚的技术积累和产品布局,特气已成为其收入的重要组成部分。美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团等海外巨头占据着全球市场91%的份额,形成了寡头垄断的格局。

　　因电子特气产品的重要性,也成为各国攻克的目标。韩国近期宣布实现了高纯度氯化氢的国产化,三星电子、白光化学等在电子特气上的突破,使韩国有望逐步摆脱产业链对日本等国家的依赖。事实上,从2019年开始,日本政府就启动了对韩国三种半导体材料的出口管制。

　　国内市场也大致相似,几大跨国巨头主导了国内份额的88%,国内厂商仅占据12%。半导体领域电子特气国产化率不足15%,国产替代需求强烈。从产品种类上看,据中国工业气体工业协会统计,目前集成电路生产用的电子特气,我国仅能生产约20%的品种,其余均依赖进口。

　　面对多重壁垒突破垄断难度不小

　　工业气体主要来自炼钢的副产品,而中国作为钢铁大国、工业大国,电子特气为何会受制于人呢?

　　一技术壁垒。经过多年的发展,国内电子气体产业逐渐攻克技术难点,极大程度缓解了“进口依赖”局面。但是,目前国内的电子气体相关技术更多还在解决“能用”的问题,部分涉及到“好用”层面的关键技术,依然存在“卡脖子”的现象。其中包括大宗气体提纯净化的生产技术、特种气体保供的生产技术等,这些则需要技术积累与沉淀才能实现产业链“补短板”的最终目标。

　　二认证壁垒。电子特气需要晶圆厂和设备厂商2轮的严格审核,而集成电路领域的认证至少需要2年时间,一旦获得客户认可,便不会轻易更换供应商。当前,不少芯片巨头已和气体供应商建立了长期的合作关系,形成了稳固的上下游产业链。

　　三市场壁垒。在市场格局被外资把持的背景下,国内气体企业缺少上机检测的机会。面对国产品牌的桎梏,气体企业很难实现从0到1的突破。不过,近年来,长鑫存储、长江存储、中芯国际不断发力,晶圆产能向中国市场倾斜,国内企业拥有了更多的成长机会。

　　增长空间广阔国产替代动力强劲

　　自2009年以来,我国电子特气行业得到国家政策大力支持。

　　2017年1月

　　工信部等四部委首次提出“加快高纯特种电子气体研发及产业化,解决极大规模集成电路材料制约”。

　　2019年12月

　　工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019版)》中指出,将用于集成电路和新型显示的电子气体的特种气体——高纯氯气、三氯氢硅、氯化氢、氧化亚氮等列为重点新材料。

　　工信部副部长徐晓兰指出,中国是全球重要的集成电路市场。近年来,在内外资企业的共同努力下,我国集成电路的产业规模不断壮大,产业技术创新能力大幅增强,2021年全行业销售额首次突破了万亿元。2018至2021年复合增长率为17%,是同期全球增速的三倍多。

　　由于本土电子特气厂商扩产速度快、人工及原材料成本低,一旦相关技术实现突破,产品竞争力远胜于海外企业。长远来看,我国高端电子特气国产替代势在必行、增长空间广阔。据SEMI及江苏省半导体行业协会测算,至2023年,我国电子特种气体市场总规模将达到238亿元。

　　当前,部分电子特气已经逐渐实现国产化,国内企业进入者增多,大体可分为三类。

　　●第一是以华特气体、金宏气体为代表的气体公司,主营业务以工业气体为主,该类公司气体产品种类较多,逐步覆盖电子气体部分品种。

　　●第二是以派瑞特气(中船重工718所)、昊华科技、华宇同方等为代表的专业特气公司,立足于电子特气主营业务,经过多年的技术积累,部分品类已形成了独特的竞争力,发展潜力大。

　　●第三是以雅克科技、南大光电为代表的电子材料平台型公司,通过并购以及自主研发方式实现了光刻胶、电子特气等产品的多维布局,两家公司电子特气板块占比分别为16%、72%。

　　“过去几年,在我国半导体产业发展带动下,国内电子特气企业迅速兴起,已解决了部分电子特气材料国产化的问题,大大降低了半导体产业的生产成本。”全国人大代表、中国船舶集团有限公司第七一八研究所副所长郭建增表示,为提升我国电子特气产品国际竞争力,未来还需要强化电子特气产业链上下游企业的合作与协同,支持电子特气企业与电子元器件、软件、整机企业加强联动,通过战略联盟、资本合作、技术联动等方式,实现各环节企业的群体跃升。

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