电子特气国产化，中国芯片自主的另一场战争和机遇

四年前，全球光刻机霸主ASML（阿斯麦）看中了一家中国企业，并为其产品背书。

如果你想使用ASML的光刻机，它会推荐包括这家中国公司在内的四家企业，购买他们的产品保证光刻机的制造精度；如果你没有按照建议选择，那么出了问题，后果自负。 

这家中国企业就是华特气体。 

2017年，华特气体的光刻混合气通过了ASML的认证，在这个全球仅有四家企业的认证名单中，华特气体是唯一一家中国企业。 

获得光刻机顶尖企业的认证，彰显了“中国骄傲”；但硬币的另一面是，暴露出我国在电子特气这一细分市场的孱弱。 

电子特气被称为“芯片制造的血液”，是仅次于大硅片的晶圆制造材料。 作为工业大国，气体是钢铁等工业的副产品，这本应是中国的强项，但工业气体却长期被美法德日四大巨头把持。 

19年的坚持，华特气体硬生生在巨头垄断下撕开了一道口子，不过和近千亿营收的四巨头相比，中国企业的个头还太小，这和我国巨大的芯片需求严重不匹配。 

在中国芯片产业崛起的时局下，加快弥补缺失的“芯片血液”，成为亟待解决的问题。 

1 不容忽视的气体

需求持续高涨，全球晶圆厂兴建不息。台积电、英特尔、联电等巨头不断提速扩产，资本开支也持续突破历史极值。 

作为集成电路第一大消费国，全球的晶圆产能正向中国转移。据统计，2021-2022全球计划新建29座晶圆厂，中国大陆地区和中国台湾省就占据了16座。 

长江存储、长鑫存储、中芯国际、华虹半导体、华润微……都在扩充产能，然而轰轰烈烈的追赶背后，有一条容易被忽视的暗线，挑动着本就紧张的神经。 

被称为“芯片血液”的电子特气，在芯片制造中的需求量仅次于大硅片，融通着晶圆制造的多个环节。

离子注入、刻蚀、薄膜沉积、掺杂等工艺中都要用到特殊气体，这些气体超过110种，常用的有20-30种。 

特别是以氦氖氪氙为主的混合气体，是光刻环节不可或缺的材料。光刻机激光腔体注入混合气体，才能发射出特定波长和能量的激光，进而去除芯片表层的光刻胶，在芯片表面形成纳米级的电路图。 

这一工序决定着芯片制程精度，影响流片良品率。如果气体纯度不够或配比不精准，哪怕0.1克甚至更低的质量变化，都会失之毫厘，谬以千里。 

电子特气的重要性也抬升着其在晶圆制造产业链中的商业价值。 

SEMI数据显示，在晶圆材料328亿美元的市场盘子中，电子特气为43亿美元，占比13%，是仅次于硅片的第二大耗材。 

随着晶圆厂不断扩充军备，电子特气市场规模持续增长。 中国半导体行业协会数据显示，中国电子特气市场规模在过去十年翻了一番，2020年达到了150亿元。 

预计2024年中国电子特气市场规模将提升到230亿元，4年CAGR为11.28%，届时中国将占据全球6成的市场。 

▲ 数据来源：中国半导体行业协会， 前瞻产业研究院 

相比较来说，电子特气的市场规模并不大，但这些“不起眼”的气体决定着芯片制程和工艺精度。 

令人揪心的是，电子特气长期被巨头钳制，成为我国半导体产业又一卡脖子领域。如此重要的关键材料，显然不能任由国外厂商垄断，“芯片之血”必须要掌控在自己手里。 

2 被卡了脖子

残酷的高科技争夺战中，芯片却是民族工业之痛。设备中的光刻机，芯片材料中的高端光刻胶等，均掌控在国际厂商手中。 

电子特气也不例外，长期以来几乎被巨头垄断。2019年，美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团四巨头瓜分全球91%的市场，寡头垄断格局明显。 

国内市场也不例外，四巨头主导了国内份额的88%，国内厂商仅占据12%。而且集成电路生产用的电子特气，我国仅能生产20%的品种，其余均高度依赖外供。 

相比其他耗材，工业气体主要来源于炼钢的副产品，而作为工业大国，电子特气本应是中国的强项，却为何受制于人？ 

首当其冲也是最主要的原因是认证壁垒， 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，不会轻易更换供应商； 

当前，芯片巨头们和大牌气体供应商建立了长期的合作关系，形成稳固的上下游利益联盟，打破这种既有的江湖格局，是非常困难的。 

可以说，认证是连接客户和设备商的纽带，只有通过资质认证，才有可能打入头部企业的供应链，打开高端供应渠道。 

其次是市场壁垒，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，近些年来，长鑫存储、长江存储、中芯国际、华虹不断发力，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； 

最后则是技术壁垒，由于行业Know-how集中在气体纯化、气体精度，0.1克甚至更小质量的偏差都将影响产品品质，造成了较高的技术壁垒。 

不过，相对较其他关键材料，中国企业在稀有气体的研制方面的差距并不大，我国气体企业的纯化技术已经实现了突破，生产工艺也比较成熟。 

特气两家龙头企业——华特气体和金宏气体，累计专利已经分别突破136项、228项，分别获得“中国电子化工材料专业十强”和“专精特新小巨人企业”称号。 

其中，华特气体聚焦电子特气研发，金宏气体则侧重电子特气综合管理技术。华特的产品已经实现了对国内8寸以上集成电路制造厂商超过80%的覆盖率。 

金宏气体则打造了“气体纯化-尾气回收提纯-深冷快线连续供气-高纯气体包装-物流配送”的技术体系，涵盖了从气体制备到运输再到管理的全过程。 

未来中国企业要提升对客户个性化定制的能力，以及长期稳定的保障，才是做大做强的关键。 

因此，与其说是企业层面的差距，不如说是整个芯片产业链的弱势所致，只有国内晶圆制造企业与本土电子气体公司实现有效联动，才能避免陷入单点突破的窘境。 

3 箭在弦上

通过ASML认证，华特气体打响了中国气体企业冲刺高端的第一枪。 

梳理来看，A股市场拥有五家特种气体龙头， 华特气体、金宏气体、凯美特气是较为纯正的特种气体公司， 南大光电、雅克科技的业务更加多元化。 

不过和世界四巨头相比，我国特种气体企业的个头太小。林德集团合并普莱克斯后，坐上全球工业气体第一把交椅，2021年营收高达307.93亿美元 （1950亿人民币） ，法液空、美国空气化工分别为256.99亿美元和103.23亿美元。 

▲ 数据来源Wind，单位：亿美元 

A股体量最大的金宏气体，收入不过才17.42亿元。巨大的差距导致我国气体公司在全球芯片产业链中不被重视，华特气体在和ASML的初次接触中，后者并不感兴趣。 

“最初，阿斯麦甚至不愿意测试我们的光刻混合气。”华特气体总经理傅铸红曾在采访中表示，“我们前后用了近一年的时间，不断地和ASML沟通，向他们展示生产过程、品控手段、精准检测技术等，最后打动了阿斯麦，最终实现测试并通过了认证。” 

发展模式上，由于电子特气源于普通工业气体的提纯，单一气体赛道的容量又太小，芯片制造所用气体多为混合型。因此，气体公司基本为平台型企业。 

普通工业气体做基础，特种气体提升盈利能力和估值水平。 以特殊气体为主营的法液空常年毛利率维持在60%左右，甚至高于台积电的51%。 

华特气体、金宏气体、凯美特气的业务结构中，特种气体的盈利能力也更强。不同的是，华特气体涉足了上游的气体设备，而后两者则是天然气、普通气体和特气多元化发展。 

▲ 华特气体2020年营收结构  数据来源：公司财报 

为占据更高的价值链，三家企业大力向特种气体发力。由于ASML认证的加持，华特气体资质更优，其产品已打入英特尔、美光、德州仪器、台积电、SK海力士的供应链，国内企业中芯国际、华虹宏力、长江存储、华润微都是公司客户，并且其部分氟碳类产品已进入5nm工艺。 

▲ 数据来源：Wind 

金宏气体的下游应用更加广泛，涵盖新材料、半导体、新能源、工业制造等领域，乾照光电、亨通光电、通威都是公司客户。2月8日，公司与广东芯粤能半导体签订10亿元供气订单，证明金宏气体向芯片领域转型已经取得不错的进展。 

凯美特气则是脱胎于中石化的三产企业，其产品主要是液体二氧化碳、氢气和液化气等，供应商和客户业也集中在两桶油。不过，公司也盯上了电子特气的大蛋糕，正在与阿斯麦、台积电进行对接，已取得测试机会。 

相比较来看，华特气体技术能力最强，更具辨识度；金宏气体正向芯片领域进发，而凯美特气的高端化还有待观察。 

“芯片之战就是材料之争。”

硅片、电子特气、光刻胶等耗材影响着芯片制造的良品率和性能，甚至决定着一国芯片产业的高度。充盈芯片血脉，搭建电子特气的造血体系，已是箭在弦上，不得不发。 

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