幾十種口糧喂出來的產品

任何電子產品都逃不開電子氣體，它是重要的基礎性原材料，被喻為工業制造的“血液“或”糧食”。

電子氣體是特種氣體的一個重要分支（簡稱電子特氣），是集成電路（IC）、平面顯示器件（LCD、LED、OLED）、太陽能(6.890,0.04,0.58%)電池等電子工業生產不可或缺的原材料。在集成電路產業使用的電子氣體中可分為大宗氣體（常用氣體）和特殊氣體兩類。

大宗氣體一般是以氮氣（N2）、氫氣（H2）、氧氣（O2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）等純凈氣體為主。大宗氣體在半導體制造中主要有兩種功能，一種是作為反應氣體參與到化學反應中，比如氫氣（H2）、氧氣（O2）等等。另外一種是作為保護氣體使用的惰性氣體，經常用在高溫烘烤或清洗過程，這些氣體一般是以惰性氣體為主，比如氮氣（N2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）等等。

特殊氣體以化合物氣體為主，主要是集成電路制造中的反應氣體。常見氣體包括硅烷（SiH4）、鍺烷（GeH4）、溴化氫（HBr）、磷化氫（PH3）、砷化氫（AsH3）、乙硼烷（B2H6）、一氧化二氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、六氟化鎢(WF6)、三氟化氮（NF3）、四氟化碳（CF4）、三氯化硼（BCl3）、三氟化硼（BF3）、三氟甲烷(CHF3)、六氟乙烷(C2F6)、二氯二氫硅烷（Si2H2Cl）、四氟化硅(SiF4)、正硅酸乙酯[(C2H5O)4Si]、八氟丁烷(C4F8)、高純氨氣（NH3）、高純氯氣（Cl2）等。其中，三氟化氮（NF3）、硅烷（SiH4）和氨氣（NH3）是集成電路制造、光伏制造、顯示面板制造領域的三大主要氣體。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　資料來源：《半導體制造技術》，株洲動力谷產業經濟研究院有限公司

電子產品都是大胃王

一款產品需要幾十甚至上百種電子氣體，以集成電路為例，涉及電子氣體約100多種，核心工段約40~50種。雖然每種氣體用量并沒有很大，但種類繁多，整體用量就變大了。從全球市場占比來看，硅烷約為22%，三氟化氮為13%，離子注入氣為10%，氟碳類為6%，六氟化鎢為4%，笑氣為4%，鍺烷為3%，高純氨為3%以及大量其它氣體。

根據金宏氣體招股書披露的各領域電子特殊氣體和電子大宗氣體所需占比分析，在集成電路領域電子特殊氣體和電子大宗氣體用量相當，約各占50%。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖源丨金宏氣體招股書

此外，根據當前集成電路制造所需主要電子氣體市場價格調查，電子大宗氣體與電子特殊氣體經濟價值比值約達3:7，如下表所示：

綜合當前集成電路制造所需主要電子氣體市場價格及用量，因此可以得出，集成電路制造電子氣體投入成本中，電子特殊氣體占比達到70%，電子大宗氣體只占到其中的30%。

造不同的產品，對電子氣體的要求也不同，其中用于制造集成電路的電子氣體規格最高。通常，光伏能源、光纖光纜領域審核認證周期為0.5年~1年，顯示面板為1年~2年，集成電路領域則需2年~3年。

以當前電子氣體市場來看，集成電路市場最具活力、最先進、最具競爭力，太陽能制造商則需要能夠同時提高產量、提高電池效率、降低制造成本的電子氣體供應方法，平板顯示屏制造商需要大規模的超純氣體供應。

電子產品都愛挑食

電子氣體對純度的要求比其它行業要高得多。任何微小的氣體純凈度差異，如氧氣、水分、金屬、顆粒等雜質，都會導致產品性能降低甚至報廢。為保證成品質量，電子氣體要同時滿足超純和超凈兩個要求。

純度是電子氣體質量最重要的指標。通常，行業會使用N來衡量純度，N前面數字越大純度越高。電子氣體純度往往要達到5N以上級別，甚至需要達到6N、7N以上。此外，電子氣體還要將金屬元素雜質含量凈化到10-9級~10-12級。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　氣體級別與純度的關系，制表丨果殼硬科技

　參考資料丨東方財富證券，民生證券

對產品來說，電子氣體一定是越純越好。就拿集成電路來講，制程工藝已從28nm、14nm、7nm、5nm提升至4nm/3nm，這意味著任何肉眼不可見的細小差別都能對生產造成影響，更純的電子氣體才能保證生產的器件在性能、集成度、成品率等方面不會出現差錯。

不過，看似只是在小數點后增加一位數字，實際會是一次技術大升級。越純的東西，越難造，電子氣體純度等級每提高1N，意味著粒子、金屬雜質含量濃度需要降低一個數量級。

為了追求更極致的純，電子氣體生產全流程都將迎來技術升級，涉及氣體合成、分離與提純、混配（如為混合氣）、容器處理、充裝、分析檢測等工序，相關技術包括氣體合成、深度純化、混合氣配置、ppm/ppb/ppt級雜質的分析檢測技術、配套器件及氣瓶和管路。

不同氣體特性千差萬別，任何環節都不能疏漏。簡單來說，氣體供應商首先會對上游原料工業氣進行全面分析，其次根據雜質成分復雜程度設計生產工藝和設備，最后采用在線自動監控設備進行高精度分析。

電子產品渴望換口味

四大跨國巨頭壟斷全球電子特氣91%市場：21世紀以來，全球氣體行業形成了美國空氣集團、法國液空集團、德國林德集團、日本太陽日酸四家巨頭公司壟斷的行業格局；2018年，四家氣體巨頭占據了全球電子特氣市場約91%的市場份額。2025年我國電子特氣國產化率有望提升至25%：由于我國電子特氣行業起步晚，過去國內氣體企業與國外巨頭存在較大技術 代差，2020年我國電子特氣國產化率僅14%。我們預計未來三年國內氣體企業所占份額有望提升至25%。