卖水是一个报答很高的职业，毛利率一度到达60%，而卖气，或许也是一个好生意。作为最大的工业气体供货商，法国液化空气集团近年毛利率继续坚持在60%以上，近12个月毛利率也达55%。
硬科技范畴，气体很少会被谈及，但它比幻想中要重要得多。上一年，地缘政治冲突导致氖气价格飙升20倍，即便是如此天价，仍然卖到抢手。这是因为电子气体对现代智能制作来说，就适当所以人与空气的联系，没有它悉数出产也将会随之停摆。
时刻来到现在，在国产电子气体逐渐加大产能之下，氖气价格现已呈现显着跌落[1]，那么国产现在终究开展到哪一步了？
本文是“果壳硬科技”策划的“国产代替”系列第十九篇文章，重视电子气体国产代替。在本文中，你将了解到：电子气体有哪些，国内外供应状况如何，国产电子气体职业开展难点。
任何电子产品都逃不开电子气体，它是重要的根底性原资料，被喻为工业制作的“血液“或”粮食”。
广义上，任何用于电子工业出产的气体，都归归于电子气体范畴，而在狭义上，电子气体又特指半导体职业所用电子特种气体。[2]
职业中，更倾向于广义的解说。在《战略性新兴产业分类 （2018）》中，电子专用资料制作要点产品部分将电子气体分为电子特种气体和电子大宗气体两大类[3]，二者对制作都极为重要。
电子大宗气体与特种气体运用广泛，触及集成电路制作、光伏制作、显现面板制作等范畴，不同范畴间所用气体存在必定交集：
电子大宗气体多充任环境气、维护气、载气，用于高温热退火、维护气体、清洗气体等环节，常见气体包含氮气（N2）、氢气（H2）、氧气（O2）、氩气（Ar）、氦气（He）；
电子特种气体贯穿半导体和微电子工业各个工艺流程，如清洗、堆积、光刻、刻蚀、离子注入、成膜、掺杂等环节，常见气体包含硅烷（SiH4）、锗烷（GeH4）、溴化氢（HBr）、磷化氢（PH3）、砷化氢（AsH3）、乙硼烷（B2H6）、一氧化二氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、六氟化钨(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)、二氯二氢硅烷（Si2H2Cl）、四氟化硅(SiF4)、正硅酸乙酯[(C2H5O)4Si]、八氟丁烷(C4F8)、高纯氨气（NH3）、高纯氯气（Cl2） 等。[7]
其间，三氟化氮（NF3）、硅烷（SiH4）和氨气（NH3）是集成电路制作、光伏制作、显现面板制作范畴的三大首要气体。
需求着重的是，电子气体在薄膜堆积环节能够发挥不行替代的效果，是构成薄膜的首要原资料之一，比如说，多晶硅便是由硅烷（SiH4）堆积所得。
打个比如来说，就像运用物理或化学的办法，将电子气体变成固体，从空中均匀地撒下，终究构成一层薄如白纸的膜，随后精密的电路都会制作在这张白纸上。[8]
电子产品都是大胃王，一款产品需求几十乃至上百种电子气体。以集成电路为例，触及电子气体约100多种，中心工段约40~50种[10]。尽管每种气体用量并没有很大，但种类繁复，全体用量就变大了。从全球商场占比来看，硅烷约为22%，三氟化氮为13%，离子注入气为10%，氟碳类为6%，六氟化钨为4%，笑气为4%，锗烷为3%，高纯氨为3%以及很多其它气体。[11]
造不同的产品，对电子气体的要求也不同，其间用于制作集成电路的电子气体规范最高。一般，光伏动力、光纤光缆范畴审阅认证周期为0.5年~1年，显现面板为1年~2年，集成电路范畴则需2年~3年。[12]
以当时电子气体商场来看，集成电路商场最具生机、最先进、最具竞争力，太阳能制作商则需求能够一起进步产值、进步电池功率、降造本钱的电子气体供应办法，平板显现屏制作商需求大规模的超纯气体供应。[13]
工业气体自身是一个较为传统职业，加了一个前缀的电子气体又有何不同？比较传统的工业气体，电子气体要求更严厉，技能难点更多，详细包含：
电子气体对纯度的要求比其它职业要高得多。任何细微的气体纯净度差异，如氧气、水分、金属、颗粒等杂质，都会导致产品功能下降乃至作废。为确保制品质量，电子气体要一起满意超纯和超净两个要求。
纯度是电子气体质量最重要的目标。一般，职业会运用N来衡量纯度，N前面数字越大纯度越高。电子气体纯度往往要到达5N以上等级， 乃至需求到达6N、7N以上。此外，电子气体还要将金属元素杂质含量净化到10-9级~10-12级。
对产品来说，电子气体必定是越纯越好。就拿集成电路来讲，制程工艺已从28nm、14nm、7nm、5nm提高至4nm/3nm，这意味着任何肉眼不行见的细微不同都能对出产形成影响，更纯的电子气体才干确保出产的器材在功能、集成度、制品率等方面不会呈现过失。[15]
不过，看似只是在小数点后添加一位数字，实践会是一次技能大晋级。越纯的东西，越难造，电子气体纯度等级每进步1N，意味着粒子、金属杂质含量浓度需求下降一个数量级。
为了寻求更极致的纯，电子气体出产全流程都将迎来技能晋级，触及气体组成、别离与提纯、混配（如为混合气）、容器处理、充装、剖析检测等工序，相关技能包含气体组成、深度纯化、混合气装备、ppm/ppb/ppt级杂质的剖析检测技能、配套器材及气瓶和管路。
不同气体特性千差万别，任何环节都不能遗漏。简略来说，气体供货商首要会对上游质料工业气进行全面剖析，其次依据杂质成分杂乱程度规划出产工艺和设备，最终选用在线主动监控设备进行高精度剖析。 [12]
电子气体的运送要求比传统职业要高得多。首要，高纯度气体从出厂到实践出产的路程或许很近又或许很远，半途都会有污染风险，在电子气体出产和运送中，需凭借专业的包装存储容器、气体运送管线、阀门和接口，以确保气体纯度，并严厉依照安全出产、安全运送等规程操作[16]；其次，一些电子气体特性不安稳，长时刻运送还会带来自发分化，亦或是强腐蚀性带来的杂质含量进步的问题；别的，许多电子气体自身仍是被人熟知的剧毒气体，这种风险化学品的包装、运送具有严厉的规则。
不得不说，种种难题必定会形本钱钱的提高。比如说，现阶段我国的大部分高端气体简直彻底依靠进口，进口繁琐的手续与长周期使得气体价格比国产气体贵2~3倍乃至更多。[17]
当然，除了长距离运送，电子气体职业也具有一种TGM（全面气体及化学品运维办理服务）的供气形式。简略解说，便是为客户供应全流程的供气服务。不过，该形式要求公司具有现场制气经历、专业性和安全管控才能[18]，并不是想做就能做。
当电子气体用尽终身，并不意味着结尾，必定要面临尾气处理问题。直接排放没有经过彻底处理的尾气会对环境形成极大影响，一起也是一种资源糟蹋，经过收回提纯，电子气体又将从头投入出产中。
比较典型的气体包含：二氧化碳与氧化亚氮是典型的温室气体，经收回提纯后可用于半导体、生物医药、食物加工等职业出产；氢气和天然气经收回提纯后是很好的清洁动力，可用于半导体出产；氯化氢和氯气具有较强的腐蚀性和毒性，经收回提纯可运用于半导体蚀刻、外延、晶体出产等多个环节。[10]
电子气体是挣钱生意。尽管企业间产种类类结构、下流用气细分商场、供气方法存在差异，且全体利润率与原资料价格、动力供应、电价、商场需求与商场竞争直接挂钩，但职业全体毛利率较高。
从出产总本钱上来看，电子气体的占比很低，但它能撬动较为安稳的商场。比如说，电子气体仅占芯片总本钱的5%~6%[19]，但下流厂商对电子气体的需求具有刚性和安稳性，导致对价格的敏感度较低，从而使电子气体具有较强的本钱转嫁才能。
数据显现，我国电子大宗气体2020年商场规模为1632亿元，同比增加10.49%，估计2023年有望打破2000亿元，到达2172.2亿元，因为细分职业壁垒高，现在国产化率较低[20]；2021年我国特种气体商场规模估计达342亿元，其间电子特气估计达216亿元，电子特气占特种气体挨近6成。[21]
不过，想要拿走这份钱，没有幻想中那样简单。纵观整个电子气体的开展史，遵从着由低纯度向高纯度、由百家争鸣向整合并购的道路开展，至今已成为技能密集型职业，具有较高职业壁垒，对气源及供应体系有着苛刻要求[22]。我国电子气体职业萌发于上世纪80年代，起步较晚，一直与世界先进产品存在代差。
自21世纪初至今，全球电子气体商场继续坚持较高的集中度，现在，美国空气化工、德国林德集团、法国液化空气、日本大阳日酸四家海外巨子占有了全球约九成商场。[21]
我国所运用的电子气体也以外资为主，尽管国内部分企业已具有出产高纯电子气体的才能，却很难进入集成电路范畴[23]，集成电路所用的电子特气我国仅能出产约20%种类[24]，国产化率缺少15%[25]。与此一起，国内高端电子特气简直悉数依靠进口。[26]
尽管前路困难，但开展势在必行，仅从价格上来说，国内高纯电子气体的平均价格便能到达世界的60%左右。[27]
第一类是以工业气体为主营事务，产品掩盖到部分种类电子气体，代表公司有华特气体、金宏气体；
第二类是专心深耕电子特气的公司，代表公司有派瑞特气、昊华科技、华宇同方；
第三类是电子资料途径型公司，除电子气体外，事务还触及其它电子资料，代表公司有雅克科技、南大光电。[28]
比照国内外开展状况，世界厂商供应客户均为顶级制作厂商，产种类类掩盖面更广，供气形式也更丰厚，大部分可供应TGM供气形式。国内则缺少高端气体技能，一起仅少部分公司具有TGM形式。
从技能视点来看，尽管我国已在气体提纯技能、容器处理技能、气体充装技能和检测技能上到达世界通行规范[30]，但全体水平仍与世界存在距离：
气体检测技能方面，我国已把握根底的气相色谱法和化学剖析法，部分超痕微量剖析检测技能与世界距离大。[31]
从投融资商场上来看，电子气体的热度并不是很高，近两年内相关事情寥寥无几，一起新晋公司事务遍及以单一几种气体为首要事务和商场切入点。
质料供应是不得不考虑的问题，事实上，部分气体地理分布极度不均匀，比如说，到2021年末，美国已探明氦气总资源量占全球的35.33%[32]，而美国也把握了全球43.6%的氦气产值[33]，国内应留意特定气体质料供应，一起也应尽或许地树立多种供应途径；
电子大宗气体与电子特种气体在需求量上适当，两条产线都值得重视，现在国内运营较为涣散，世界龙头企业则在气体供应种类上极为全面，相关才能是由并购整合而成，一起继续蚕食中小型企业或其它公司事务，能够预见的是，未来国内也避免不了整合的大趋势，彼时马太效应或会逐渐加剧；
大宗气体方面，因为自建供气设备前期投入大，供应应由自建向外包转型，数据显现，2019年我国工业气体外包率约55%，同期发达国家外包率则为80%；[29]
特种气体方面，世界厂商根本均选用TGM供气的商业形式，且较为独占，尽管国内已有少部分厂商已有TGM形式，但仍需进一步挨近；
电子气体归于技能密集型职业，研制难度大，专家建议与高等院校及科研机构加强协作，探究树立电子气体技能创新中心，此外，气体供货商可与电子元器材、软件、整机企业协作联动，经过战略联盟、本钱协作、技能联动的方法完成集体跃升；[22]
电子气体规范化有助于职业一致开展，现在我国已拟定三氟化氮、三氯化硼、六氟丁二烯和氟甲烷相关新规范，这些规范将很快施行；[30]
方针为商场发明了更多时机，比如说，在工信部发布的《要点新资料首批次运用演示辅导目录(2019版)》中，高纯氯气、三氯氢硅、氯化氢、氧化亚氮等已被列为要点新资料。[28]
