技術(shù)前沿:電子特氣
集成電路主要分為邏輯、動態(tài)記憶體、閃存等類別,其中邏輯芯片分為通訊、功率、微控制器、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理等類型,主要用于數(shù)據(jù)計算,動態(tài)記憶體和閃存主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲,上述芯片廣泛應(yīng)用于通訊、計算機、航空航天等行業(yè)。半導體行業(yè)對電子特種氣體的化學結(jié)構(gòu)、純度和痕量雜質(zhì)要求高。產(chǎn)品化學結(jié)構(gòu)決定了集成電路刻蝕深寬比、選擇性、反應(yīng)效率、溫度壓力條件等工藝應(yīng)用與特性,氣體純度與痕量雜質(zhì)影響半導體制造工藝良率與穩(wěn)定性,產(chǎn)品指標的一致性和穩(wěn)定性控制對半導體制造工藝穩(wěn)定性至關(guān)重要。
電子特種氣體被譽為半導體行業(yè)的“糧食”和“血液”,是半導體制造不可或缺的關(guān)鍵原材料之一;三氟甲磺酸系列產(chǎn)品具有對環(huán)境友好、催化作用強等特點,廣泛應(yīng)用于鋰電新能源、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。
1、電子特種氣體
電子特種氣體是集成電路、顯示面板等行業(yè)必需的支撐性材料,廣泛應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié),對于純度、穩(wěn)定性、包裝容器等具有較高的要求。電子特種氣體生產(chǎn)涉及合成、純化、分析檢測、充裝等多項工藝技術(shù),具有較高技術(shù)壁壘。集成電路制造涉及上千道工序,工藝極其復雜,需使用上百種電子特種氣體。電子特種氣體在集成電路工藝中的應(yīng)用如下圖所示:
純度是電子特種氣體重要指標之一,直接影響芯片的良品率和可靠性。通常情況下,氣體純度用百分數(shù)表示,如99.99%(4N)、99.999%(5N)、99.9995%(5N5)等。隨著集成電路制造工藝的迭代升級,線寬越來越窄,晶體管密度越來越高,對電子特氣的純度、穩(wěn)定性等指標的要求也越來越高,部分氣體純度需要達到6N及以上。
(1)主要氣體
①三氟化氮
高純?nèi)饕獞?yīng)用于大規(guī)模集成電路和顯示面板等制造過程中的清洗、刻蝕工藝,具有良好的選擇性、蝕刻速率,純度一般需要達到4N。
②六氟化鎢
高純六氟化鎢主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路化學氣相沉積工藝,其沉積形成的鎢導體膜可用作通孔和接觸孔的互連線,具有低電阻、高熔點的特點,純度一般需要達到5N。
(2)無機類氣體
無機類氣體主要包括氟化氫、氯化氫、四氟化硅、氘氣等氣體。其中,氯化氫和氟化氫純度分別可達5N5和5N,主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路清洗、刻蝕工藝;四氟化硅純度可達5N,主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路制造中有機硅化合物的合成、離子注入工藝摻雜劑及化學氣相沉積工藝;氘氣純度可達5N,氘同位素豐度2N8以上,主要用作集成電路熱處理,以及在光纖制造領(lǐng)域抗老化退火處理,提高抗氫老化能力。
(3)混合氣
混合氣主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路和顯示面板制造過程中的光刻、退火等多個工藝。派瑞氣體基于自身掌握的純化和混配技術(shù),混合氣產(chǎn)品組分純度可達6N。
(4)碳氟類氣體
碳氟類氣體主要有六氟丁二烯、八氟環(huán)丁烷、八氟丙烷、六氟乙烷等氣體。六氟丁二烯主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路先進制程的刻蝕工藝,與傳統(tǒng)刻蝕氣體相比,六氟丁二烯刻蝕速率更快、選擇性和深寬比更高、環(huán)境更友好,在先進制程中應(yīng)用前景廣闊。
2、三氟甲磺酸系列產(chǎn)品
三氟甲磺酸是目前已知最強有機酸,是萬能的合成工具,三氟甲磺酸、三氟甲磺酸酐、三氟甲磺酸三甲基硅酯等產(chǎn)品具有對環(huán)境友好、催化作用強等特點,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工等行業(yè)。如在化工領(lǐng)域可替代硫酸、高氯酸等傳統(tǒng)的高污染強酸,醫(yī)藥領(lǐng)域可用作核苷、抗生素、類固醇、配糖類、維生素等醫(yī)藥中間體原料或催化劑。此外,還可應(yīng)用于有機硅、石油化工、橡膠、香精香料、農(nóng)藥等行業(yè)。
雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰和三氟甲磺酸鋰是鋰電電解液重要成分之一,用作電解液添加劑,可以提高電解液的電化學穩(wěn)定性,改善高低溫和循環(huán)性能。此外,雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰和三氟甲磺酸鋰具有優(yōu)異的抗靜電性能,還可應(yīng)用于顯示材料和橡膠產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
工藝流程圖
三氟化氮工藝流程包括:將氟化氫、氟化氫銨等原材料混合形成熔融狀態(tài)的電解液,在電解槽中進行電解,主產(chǎn)品三氟化氮進入冷阱進行收集。通過精餾除去雜質(zhì),精餾后的產(chǎn)品由精品罐收集檢測合格后進行充裝。
2、六氟化鎢工藝流程六氟化鎢工藝流程包括:三氟化氮與鎢粉在反應(yīng)器裂解生成六氟化鎢粗品,粗品氣通過冷阱進行收集,經(jīng)過吸附塔進行純化,純化后的產(chǎn)品由精品罐收集,經(jīng)檢測合格后進行充裝。
3、三氟甲磺酸系列產(chǎn)品工藝流程
三氟甲磺酸系列產(chǎn)品具有產(chǎn)品品種多、生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品附加值高等特點,其工藝流程包括:氟化、電解、水解、酸解生成三氟甲磺酸。三氟甲磺酸經(jīng)氧化后可制備三氟甲磺酸酐;與三甲基氯硅烷反應(yīng)可制備三氟甲磺酸三甲基硅酯;與碳酸鋰反應(yīng)可制備三氟甲磺酸鋰。三氟甲磺酸中間產(chǎn)品三氟甲磺酰氟經(jīng)合成、酸解、中和制備雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰。
行業(yè)市場概況
(1)電子特種氣體市場概況
①電子特種氣體簡介
電子氣體包括大宗電子氣體和電子特種氣體,是集成電路、顯示面板、半導體照明、光伏等行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關(guān)鍵性材料,是集成電路制造的第二大制造材料,僅次于硅片,占晶圓制造成本的13%。電子特種氣體主要應(yīng)用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環(huán)節(jié),主要分為三氟化氮等清洗氣體、六氟化鎢等金屬氣相沉積氣體等。
(有東南亞考察需求的都可以聯(lián)系AIOT大數(shù)據(jù))
②電子特種氣體下游應(yīng)用領(lǐng)域
電子特種氣體下游應(yīng)用包括集成電路、顯示面板、半導體照明和光伏等行業(yè)。
從全球來看,電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場總需求的71%,應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場總需求的18%;從我國來看,電子特種氣體應(yīng)用于集成電路行業(yè)的需求占市場總需求的42%,應(yīng)用于顯示面板行業(yè)的需求占市場總需求的37%。我國集成電路行業(yè)電子特種氣體的需求相對較低,主要原因為我國的集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模與世界先進國家和地區(qū)還存在一定差距,而顯示面板產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年持續(xù)發(fā)展,我國已成為全球最大的產(chǎn)業(yè)基地。
③下游行業(yè)發(fā)展趨勢
1)集成電路
近年來,受下游市場需求牽引,在國家和地方產(chǎn)業(yè)政策的引導支持下,在國家和地方專項投資基金等相關(guān)方的協(xié)同下,我國集成電路產(chǎn)業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù),我國集成電路市場需求2020年為1,430億美元,2025年預計達到2,230億美元,復合增長率9.29%,我國集成電路市場需求持續(xù)攀升。中國集成電路制造2020年產(chǎn)值為227億美元,自給率為15.87%,預計2025年產(chǎn)值將達到432億美元,自給率將進一步提高到19.37%,復合增長率達到13.73%。中國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大,將引領(lǐng)我國電子特種氣體市場進入快速發(fā)展時期。
2)顯示面板
顯示面板行業(yè)早期主要集中在日本、韓國以及中國臺灣,在國家產(chǎn)業(yè)政策支持、技術(shù)實現(xiàn)突破等多重利好因素的推動下,我國顯示面板行業(yè)取得了長足進步,形成了以京東方、TCL科技、深天馬、維信諾等重點企業(yè)領(lǐng)銜的產(chǎn)業(yè)集群,全球產(chǎn)能占比超過六成,是全球第一大顯示面板產(chǎn)業(yè)集中地。近年來我國積極布局OLED、AMOLED、MiniLED、MicroLED等新興技術(shù)領(lǐng)域,未來LCD仍是主流技術(shù)。根據(jù)Forst&Sullivan資料顯示,2020年至2024年中國顯示面板市場規(guī)模復合增長率為6.34%,將迎來持續(xù)發(fā)展期,市場規(guī)模擴大將帶動整體產(chǎn)業(yè)鏈進入快速上升通道,進一步帶動電子特種氣體市場穩(wěn)健發(fā)展。
(2)電子特種氣體市場容量
①全球電子特種氣體市場容量
根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),全球電子特種氣體的市場規(guī)模2017年約為36.91億美元,2020年增加至41.85億美元,2021年進一步增長至45.38億美元,2017年至2021年復合增長率為5.30%,預計2025年市場容量將超過60億美元,2021年-2025年復合增長率預計達到7.33%。2021年,全球電子氣體的市場規(guī)模約為62.51億美元,其中電子特種氣體占72.60%,電子大宗氣體占27.40%。
伴隨集成電路及其他相關(guān)行業(yè)的需求增長,電子特種氣體作為其生產(chǎn)過程中的重要原材料之一,市場規(guī)模也呈穩(wěn)步增長趨勢。參考全球電子特種氣體市場預測規(guī)模及集成電路用電子特種氣體需求占比的數(shù)據(jù)測算,全球集成電路電子特種氣體規(guī)模2021年為32.22億美元,預計2025年為42.76億美元。
②中國電子特種氣體市場容量
未來,下游需求增長帶動半導體行業(yè)投資加速,以及“碳中和”及“碳達峰”對光伏行業(yè)發(fā)展的推動作用,電子氣體需求將持續(xù)保持高速增長。預計2025中國電子氣體市場規(guī)模將提升到316.60億元,2021年到2025年復合增長率達到12.77%。我國電子氣體市場規(guī)模的增長率明顯高于全球電子氣體增長率,未來有較大發(fā)展空間。
我國集成電路用電子氣體的市場規(guī)模2020年為76億元,2021年增長至為85億元,預計2025年規(guī)模將達到134億元,2021至2025年復合增長率為12.05%,步入了快速發(fā)展的軌道。根據(jù)ICMtia統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算,中國集成電路用電子氣體中,電子特種氣體市場規(guī)模約占64%。
(3)電子特種氣體市場競爭格局
全球電子氣體主要生產(chǎn)企業(yè)林德等前十大企業(yè),共占據(jù)全球電子氣體90%以上市場份額。其中,林德、液化空氣、大陽日酸和空氣化工4大國際巨頭市場份額超過70%。該等國際大型電子氣體企業(yè)一般同時從事大宗電子氣體業(yè)務(wù)和電子特種氣體業(yè)務(wù),從事大宗電子氣體業(yè)務(wù)的企業(yè)需要在客戶建廠同時,匹配建設(shè)氣站和供氣設(shè)施,借助其較強的技術(shù)服務(wù)能力和品牌影響力為客戶提供整體解決方案,具有很強的市場競爭力,為后進入者設(shè)置了技術(shù)壁壘和專利壁壘。
(有東南亞考察需求的都可以聯(lián)系A(chǔ)IOT大數(shù)據(jù))
具體到電子特種氣體領(lǐng)域,全球主要生產(chǎn)企業(yè)為SKMaterials、關(guān)東電化、昭和電工、派瑞特氣等,該等企業(yè)在總體規(guī)模上均與4大國際巨頭存在差距,但在細分領(lǐng)域具有較強的競爭力;國內(nèi)電子特種氣體企業(yè)主要有派瑞特氣、南大光電、昊華科技等。
三氟化氮的市場規(guī)模、供需情況、競爭對手產(chǎn)能情況
三氟化氮作為清洗、刻蝕氣體,在集成電路和顯示面板等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),2020年三氟化氮全球總需求約3.11萬噸。受益于下游集成電路制造工廠產(chǎn)能擴張、集成電路制程技術(shù)節(jié)點微縮、3DNAND多層技術(shù)的發(fā)展,芯片的工藝尺寸越來越小,堆疊層數(shù)增加,集成電路制造中進行刻蝕、沉積和清洗的步驟增加,高純?nèi)男枨髮⒖焖僭鲩L,預計2025年全球需求增長至6.37萬噸左右,需求量增長空間超過1倍、年復合增長率達到約15%。
根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),2017-2020年,全球三氟化氮的需求較為平穩(wěn),總體供給大于需求,但是不同地區(qū)間市場情況存在差異,國內(nèi)三氟化氮呈現(xiàn)供不應(yīng)求狀態(tài)。2021年開始全球三氟化氮需求將快速增長,與供給的差額逐漸縮小,主要系集成電路工藝技術(shù)進步、工廠擴產(chǎn),以及汽車智能化等趨勢帶來新的芯片需求,進而帶動電子特種氣體的使用需求增長。預計至2025年,全球三氟化氮的需求量將超過供給,出現(xiàn)供應(yīng)缺口。三氟化氮是國產(chǎn)化較為成功的電子特種氣體品種之一,其在我國的發(fā)展體現(xiàn)了一個自研產(chǎn)品從無到有、快速增長、獲得市場主導權(quán)的過程。
我國對三氟化氮的研究始于20世紀80年代,近年來隨著國內(nèi)集成電路、顯示面板產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,三氟化氮的需求急劇上升。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2015年國內(nèi)三氟化氮需求量達3,585.4噸,至2021年增長至1.43萬噸,累計增幅約3倍,年均復合增長率高達26%。受產(chǎn)業(yè)政策的引導,集成電路等產(chǎn)業(yè)投資加速,生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大,加之主要原料國產(chǎn)化率持續(xù)提升,供需兩端多重因素的疊加,助力國內(nèi)三氟化氮需求持續(xù)向好。在我國三氟化氮的需求量快速增長的背景下,國內(nèi)供給無法滿足市場需求。為匹配下游客戶日益增長的用氣需求,派瑞特氣等國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)能也快速擴張。
三氟化氮國產(chǎn)化較為成功,主要受技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)能、市場等方面因素的共同驅(qū)動,具體如下:(1)七一八所是國家級的化學化工專業(yè)研究所,具有深厚的人才技術(shù)儲備;由于國防產(chǎn)品的研發(fā)需要,七一八所較早地開始從事三氟化氮的研究開發(fā)工作,并于2002年成功研發(fā)出純度高達99.9%的三氟化氮氣體,填補了國內(nèi)空白,打破了國外技術(shù)壟斷。(2)2013年,七一八所作為國家02專項高純電子氣體研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目的牽頭單位,將三氟化氮品質(zhì)提升作為研發(fā)攻克的重點方向之一,成功提升了產(chǎn)品純度,并且四氟化碳等雜質(zhì)含量大幅降低,實現(xiàn)了氣體質(zhì)量的在線監(jiān)控,產(chǎn)品質(zhì)量達到國際領(lǐng)先水平。
派瑞特氣目前擁有9,250噸三氟化氮產(chǎn)能,僅次于SKMaterials,排名全球第二,是國內(nèi)最大的三氟化氮生產(chǎn)企業(yè)。此外,國外主要的三氟化氮生產(chǎn)企業(yè)還有韓國曉星、日本關(guān)東電化、德國默克;國內(nèi)的主要三氟化氮生產(chǎn)企業(yè)還有南大光電、昊華科技子公司昊華氣體。
2022-2023年,由于國內(nèi)派瑞特氣、昊華氣體、南大光電的三氟化氮項目集中投產(chǎn),出現(xiàn)三氟化氮總體產(chǎn)能短暫超過需求量。國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控成為行業(yè)共識,下游集成電路廠商正處于密集擴產(chǎn)周期,以及芯片技術(shù)節(jié)點縮短、3DNAND等新工藝發(fā)展,為國內(nèi)三氟化氮市場需求帶來巨大增長空間。隨著國內(nèi)集成電路產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn),三氟化氮需求量快速增長,2025-2026年將出現(xiàn)較大的供應(yīng)缺口。
六氟化鎢的市場規(guī)模、供需情況、競爭對手產(chǎn)能情況
六氟化鎢主要應(yīng)用在集成電路制造領(lǐng)域,因其優(yōu)良的電性能,廣泛使用在化學氣相沉積工藝中,通過沉積和堆疊制成大規(guī)模集成電路中的導電膜和金屬配線材料。沉積氣體、刻蝕和清洗氣體是半導體制造中用量最大的兩類氣體,沉積和清洗也是聯(lián)系最為緊密的工藝步驟,六氟化鎢作為高性能的沉積材料,其供需變化趨勢與三氟化氮相似。隨著集成電路工藝的不斷迭代,特別是3DNAND層數(shù)的不斷增加,對六氟化鎢產(chǎn)品的需求也與日俱增。根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),2020年六氟化鎢全球總需求約4,620噸,預計2025年全球需求增長至8,901噸左右,增長空間將近1倍,年均增速達到14%。
根據(jù)TECHCET數(shù)據(jù),2021年全球六氟化鎢需求為5,675噸,而全球供給達到6,497噸,總體供給大于需求;未來全球六氟化鎢需求快速增長,與供給的差額逐漸縮小。預計至2025年,全球六氟化鎢的需求量將超過供給。
2021年中國大陸的六氟化鎢需求量約為1,100噸。由于六氟化鎢在邏輯芯片、存儲芯片制造中都有使用,特別DRAM、3DNAND用量較大,其中3DNAND層數(shù)從32層發(fā)展至64層和128層,六氟化鎢用量呈幾何級增長,同時存儲芯片廠商的產(chǎn)能快速拉升,復合增長率超過30%。在使用量增加和下游產(chǎn)能擴張的雙重因素驅(qū)動下,預計2025年國內(nèi)六氟化鎢的需求量將達到4,500噸,年均復合增速為42.22%。
全球市場中,六氟化鎢產(chǎn)品的主要競爭對手為韓國SKMaterials、日本關(guān)東電化、韓國厚成化工、日本中央硝子、德國默克。六氟化鎢在國內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)較少,國內(nèi)廠商現(xiàn)有產(chǎn)能和銷售主要集中于派瑞氣體。博瑞電子與中央硝子在國內(nèi)的合資企業(yè)博瑞中硝于2021年建成200噸六氟化鎢生產(chǎn)線,昊華科技子公司昊華氣體目前已建成年產(chǎn)100噸六氟化鎢生產(chǎn)線。
隨著六氟化鎢需求量快速增長,即使前述規(guī)劃產(chǎn)能完全達產(chǎn),2025年國內(nèi)六氟化鎢市場仍出現(xiàn)供應(yīng)缺口。
三氟甲磺酸系列產(chǎn)品市場容量
隨著國家《“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等政策的引導,下游醫(yī)藥行業(yè)迅猛發(fā)展,作為醫(yī)藥原料的三氟甲磺酸等產(chǎn)品的需求量迎來新的發(fā)展機遇。伴隨著綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系的初步建立,國家政策鼓勵和資金支持下,新能源汽車行業(yè)迎來新的發(fā)展契機。作為綠色新能源關(guān)鍵的原材料,鋰電池添加劑市場容量會迎來更大的突破。雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰、三氟甲磺酸鋰未來發(fā)展前景廣闊。
三氟甲磺酸系列產(chǎn)品市場競爭格局三氟甲磺酸系列產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)較少,國內(nèi)主要集中于派瑞特氣、江西國化實業(yè)有限公司,國外競爭企業(yè)主要為中央硝子。
雙(三氟甲磺?;﹣啺蜂噰鴥?nèi)主要集中于派瑞特氣、江蘇國泰超威新材料,國外競爭企業(yè)主要為索爾維。
在新技術(shù)方面發(fā)展情況與未來發(fā)展趨勢
在5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等帶動下,集成電路制造技術(shù)發(fā)展從摩爾定律到超越摩爾發(fā)展。邏輯芯片技術(shù)節(jié)點從傳統(tǒng)0.35um開始延伸到3nm特征尺寸,預計到2025年實現(xiàn)1.5nm技術(shù)突破;三維閃存芯片制造技術(shù)從32層發(fā)展到128層,預計到2025年突破到384層;動態(tài)記憶體制造技術(shù),從19nm開始向15nm邁進,預計到2025年實現(xiàn)11nm技術(shù)突破。
(有東南亞考察需求的都可以聯(lián)系A(chǔ)IOT大數(shù)據(jù))
先進技術(shù)節(jié)點突破性發(fā)展,要求包括電子特種氣體在內(nèi)的新材料技術(shù)發(fā)展作為支撐。高密度、低功耗的集成電路制造,對反應(yīng)溫度、純度、雜質(zhì)提出新的要求,對產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性提出更高的要求。未來,電子特種氣體需要針對性的加強提升合成技術(shù)、純化技術(shù)、分析技術(shù)、充裝技術(shù)和綠色環(huán)保技術(shù)。
2019年以來,集成電路在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位越來越受到重視,在國內(nèi)外各種有利要素的驅(qū)動下,我國集成電路制造企業(yè)進入快速發(fā)展軌道。以中芯國際、上海華虹、長江存儲、長鑫存儲等為代表的國內(nèi)集成電路制造企業(yè),產(chǎn)能布局持續(xù)優(yōu)化,制造產(chǎn)能持續(xù)提高。集成電路制造產(chǎn)能規(guī)模的提升,帶動配套用材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
(有東南亞考察需求的都可以聯(lián)系A(chǔ)IOT大數(shù)據(jù))
先進集成電路制造技術(shù)需要強大的公司平臺作支撐,需要持續(xù)不斷的研發(fā)投入,并在知識產(chǎn)權(quán)、人才儲備等領(lǐng)域長期布局,因此集成電路制造企業(yè)的產(chǎn)能越來越集中在頭部企業(yè),預計未來也將維持常態(tài)化發(fā)展。根據(jù)ICInsights數(shù)據(jù),全球54%集成電路制造產(chǎn)能集中在前5大制造企業(yè),70%的產(chǎn)能集中在前10大制造企業(yè)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展的要求,越來越傾向于在產(chǎn)品、技術(shù)、質(zhì)量、服務(wù)等綜合化服務(wù)的材料供應(yīng)商。國內(nèi)電子特種氣體起步晚、規(guī)模較小、產(chǎn)品品種少,受制于技術(shù)、人才、知識產(chǎn)權(quán)、資金實力等多方面因素影響,發(fā)展存在一定瓶頸。但經(jīng)過十余年發(fā)展,在集成電路配套材料國產(chǎn)化率方面,進步明顯。根據(jù)ICMtia數(shù)據(jù),2021年我國集成電路用材料國內(nèi)市場綜合占有率達26%。雖然當前國產(chǎn)化率初見成效,但也給材料產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展預留了空間,進一步提升我國電子材料全球影響力,仍然大有可為。
我國集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,電子特種氣體市場容量快速增長,國外大型氣體公司以獨資、合資、合作等方式設(shè)立公司,從生產(chǎn)、倉儲、服務(wù)等領(lǐng)域在國內(nèi)布局。同時,在國家政策支持以及我國下游市場拉動下,國內(nèi)電子氣體企業(yè)依托本地化地緣優(yōu)勢,加大研發(fā),不斷突破國外技術(shù)壁壘,本地化生產(chǎn)質(zhì)量水平持續(xù)提高,逐步得到市場認可。隨著先進技術(shù)節(jié)點的突破,工藝步驟的增加,市場對電子特種氣體在產(chǎn)品多元化服務(wù)、品質(zhì)可靠性保證、及時高效物流服務(wù)等方面都提出更高要求。同時需要電子特種氣體企業(yè)從物流、倉儲、技術(shù)支持、分析控制、綜合性價比等方面提升綜合服務(wù)能力。未來,我國電子氣體企業(yè)需要整合行業(yè)內(nèi)資源,持續(xù)研發(fā)投入,加大人才儲備,從規(guī)模、品牌、技術(shù)、產(chǎn)品、成本等多維度整合,夯實提升多維度競爭優(yōu)勢,提升市場化綜合服務(wù)能力,將多元化需求與一站式服務(wù)結(jié)合,突破國外壟斷的電子特種氣體市場,逐漸發(fā)展成具有國際競爭力的電子特種氣體綜合服務(wù)供應(yīng)商。
全球范圍內(nèi),美國、日本、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)是集成電路產(chǎn)業(yè)的主要聚集地,也是重要的電子特種氣體終端市場。一方面,境外電子特種氣體產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟,國際巨頭專利布局較為全面,相關(guān)國家和地區(qū)關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)保護的法律體系較為完善,國內(nèi)氣體企業(yè)拓展海外業(yè)務(wù)需要完善海外專利布局以滿足相關(guān)法律法規(guī)對知識產(chǎn)權(quán)的要求。另一方面,電子氣體行業(yè)集中度較高,林德、液化空氣、大陽日酸和空氣化工4大國際巨頭市場份額超過70%,市場格局相對固化,且部分國家和地區(qū)存在保護本土產(chǎn)業(yè)的傾向,成為國內(nèi)氣體企業(yè)拓展海外業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)。
集成電路工藝流程環(huán)節(jié)較多,不同環(huán)節(jié)需要搭配使用特定的電子特種氣體,各類電子特種氣體總體數(shù)量超過100種,其中大部分品種被國外壟斷,即使部分氣體用量較少,但也是集成電路生產(chǎn)中不可缺少的關(guān)鍵性材料。國內(nèi)電子特種氣體企業(yè)整體發(fā)展時間較短,在產(chǎn)品種類、工藝水平、綜合服務(wù)能力等方面依然與國際巨頭有差距,而且這種差距很難在短期打破,需要一定時間的迭代試錯。由于半導體產(chǎn)線上原材料微小的誤差可能造成整條產(chǎn)線的損失,客戶的試錯成本很高,加大了國內(nèi)企業(yè)進入新產(chǎn)品、新市場的難度。
摩爾定律展現(xiàn)了半導體行業(yè)技術(shù)快速迭代更新的特點,各大芯片制造廠商持續(xù)投入大量研發(fā)費用,開發(fā)新的工藝,以保證產(chǎn)品性能的領(lǐng)先性。制程升級對電子特種氣體的純度和性能都提出了更高的要求,新開發(fā)的生產(chǎn)工藝也會產(chǎn)生新的原材料需求。因此,電子特種氣體企業(yè)始終面臨著技術(shù)更新和產(chǎn)品替代的風險,需保持足夠的研發(fā)強度,及時跟蹤下游行業(yè)的技術(shù)動態(tài),將自身產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展路線與半導體工藝路線緊密結(jié)合,并且需不斷豐富產(chǎn)品種類,以抵御技術(shù)變更和產(chǎn)品替代風險。
2021年電子特種氣體市場規(guī)模為44.23億美元,其中全球市場規(guī)模排名前十的電子特種氣體為:
審核編輯 :李倩
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原文標題:技術(shù)前沿:電子特氣
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