集成電路可分為邏輯芯片、存儲芯片、微處理芯片和模擬芯片。2019 年邏輯芯片和存儲芯片銷售額分別為 1046.2 億美元和 1059.1 億美元,占集成電路比例分別為 31.7%和 32.1%,為集成電路的主要增長動力。由于價格大幅波動等原因,2019 年邏輯芯片和存儲芯片的銷售額出現較大幅度下滑,但 WSTS 預測 2020 年有望繼續恢復增長。
隨著集成電路制造要求復雜度的提升,制造中所使用的電子特氣用量也將提升。根據德國普爾茨海姆應用技術大學工業生態研究所(INEC)的 Mario Schmidt 教授等人共同撰寫的論文《用于微電子芯片和太陽能電池硅片加工的生命周期評估》,硅晶圓的加工離不開大量化學試劑以及特殊氣體,這些氣體可以用于包括清洗、蝕刻、光刻、外延、摻雜等工序。
經測算,每平方米邏輯電路晶圓加工所需要的電子特氣約為 37.3kg,每平方米存儲電路晶圓加工需要約 12.0kg 的電子特氣。邏輯芯片和存儲芯片本身在集成電路中的占比就超 6 成,隨著未來 5G 和汽車電子化的趨勢以及集成電路技術與制造工藝的提升,電子特氣的用量也會得到大幅度的提升。
三、進口替代大勢所趨,供給格局向國內集中
1、進口替代勢在必行,本土企業優勢顯現
①國外龍頭壟斷市場,進口替代空間廣闊
國外龍頭壟斷國內市場,進口替代空間廣闊。根據中國產業信息網的資料顯示,空氣化工、普萊克斯、林德集團、法液空、大陽日酸等海外企業合計占據國內電子特氣約 88%的市場份額,市場高度集中(國內氣體公司份額僅有12%)。這些企業多為全球工業氣體龍頭,具有長期的技術積淀和客戶積累,實力強勁,電子特氣僅為其業務的一部分。目前國內尚缺體量與上述龍頭相匹敵的電子特氣公司,但通過分析國內發展環境的變化,特種氣體產品特征,以及國外龍頭企業特質等方面,我們認為國內電子特氣企業逐步實現進口替代是大勢所趨。
②與其他半導體材料相比,電子特氣國產替代已先行一步
橫向對比下,電子特氣進口替代進度更快,國內企業正逐步突破。半導體材料各品類均有較高的技術及客戶壁壘,通過對比各半導體材料國內頭部公司的工藝水平,不難發現,部分電子特氣已能達到 14nm 或 7nm 制程節點,進口替代進程相對更快。
另外,由于特種氣體種類多樣,各類氣體之間制備難度參差不齊,國內企業可以借助六氟化硫、四氟化碳等制備難度相對較小的刻蝕氣、清洗氣產品打入晶圓廠供應鏈,后續逐步配套摻雜氣、CVD 前驅體等高端產品,或直接收購海外高端產品公司,豐富產品線的同時增加客戶儲備。雖然我國電子氣體已經擺脫了完全依賴于進口的局面,但是面對國外龍頭公司壟斷較高壁壘的市場,國內電子特氣企業依然面臨著較大的競爭壓力。