2024半导体特气行业报告：国产化新机遇

1.华特气体：电子特气国产化领军者

1.1.深耕半导体赛道，打造一站式特气供应平台

公司是一家致力于特种气体国产化，并率先打破大规模集成电路、新型显示面板、高端装备制造、新能源等尖端领域气体材料进口制约的国内领先气体厂商。公司前身成立于1993年，早期主要生产普通工业气体。2005年起持续投入特种气体研发，并于2011年陆续实现高纯六氟乙烷、高纯一氧化氮、高纯氨等产品的突破，将半导体特种气体作为公司的主攻方向。

2013年公司获得了业内技术要求最高的集成电路终端客户的第一个认证，正式进入国内集成电路产业，后期陆续获得了中芯国际、华虹宏力、台积电、华润微电子等国内知名客户的多个产品的认证，并进一步打入国际领先的半导体企业供应链，确立了公司在国产特种气体领域的地位和优势。经过多年的技术深耕以及客户开拓，公司建立了以特种气体研发生产及销售为核心，辅以普通工业气体和相关气体设备与工程业务，提供气体一站式综合应用解决方案的业务模式，产品广泛应用于集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、航天航空、高端装备制造、食品、冶金、化工、机械制造、人工智能制造等众多行业。

2024年05月28日P.5请仔细阅读本报告末页声明1.华特气体：电子特气国产化领军者1.1.深耕半导体赛道，打造一站式特气供应平台公司是一家致力于特种气体国产化，并率先打破大规模集成电路、新型显示面板、高端装备制造、新能源等尖端领域气体材料进口制约的国内领先气体厂商。公司前身成立于1993年，早期主要生产普通工业气体。

2005年起持续投入特种气体研发，并于2011年陆续实现高纯六氟乙烷、高纯一氧化氮、高纯氨等产品的突破，将半导体特种气体作为公司的主攻方向。2013年公司获得了业内技术要求最高的集成电路终端客户的第一个认证，正式进入国内集成电路产业，后期陆续获得了中芯国际、华虹宏力、台积电、华润微电子等国内知名客户的多个产品的认证，并进一步打入国际领先的半导体企业供应链，确立了公司在国产特种气体领域的地位和优势。经过多年的技术深耕以及客户开拓，公司建立了以特种气体研发生产及销售为核心，辅以普通工业气体和相关气体设备与工程业务，提供气体一站式综合应用解决方案的业务模式，产品广泛应用于集成电路、液晶面板、LED、光纤通信、光伏、医疗健康、节能环保、新材料、新能源、航天航空、高端装备制造、食品、冶金、化工、机械制造、人工智能制造等众多行业。图表1：公司发展历程资料来源：公司公告，国盛证券研究所特气品类领先，主要产品应用于高附加值半导体领域。

公司集成电路领域电子特种气体产品实现了高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、光刻气、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯氨、高纯一氧化氮、高纯三氟甲烷、高纯八氟丙烷、锗烷、高纯乙烯、高纯甲烷、高纯六氟丁二烯等众多产品的进口替代。公司自主研发的氟碳类、光刻稀混气类、氢化物、氮氧化合物、硅系前驱体等系列产品主要应用在半导体制程工艺中的刻蚀、清洗、光刻、外延、沉积/成膜、离子注入等核心环节，对最终元器件的性能起到关键决定性作用。

公司拳头产品光刻气（Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne）通过了荷兰ASML和日本GIGAPHOTON株式会社的认证，是国内唯一一家通过两家认证的气体公司。✓12寸晶圆厂覆盖率行业领先：依托强大的研发能力，公司实现了高纯四氟化碳、高纯六氟乙烷、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯八氟环丁烷、高纯三氟甲烷、稀混光刻气等超55个产品进口替代，对12寸芯片厂商的覆盖率处于行业领先地位，对国内8寸以上集成电路制造厂商超过90%的客户覆盖率；

产品导入5nm先进制程：截至2023年报季，公司不少于20个产品已经批量供应14纳米先进工艺，不少于13个产品供应到7纳米先进工艺，2个产品进入到5纳米先进工艺。第三代功率器件半导体方面，公司产品满足碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）等生产需求，并成功进入到全国最大的氮化镓厂和碳化硅厂供应链。

截至2024Q1，石平湘直接持有公司9.84%的股份，并通过华特投资、华弘投资、华和投资和华进投资间接持有公司20.20%的股份，石思慧直接持有公司4.48%的股份。石平湘、石思慧直接与间接合计持有公司34.52%的股份，为公司共同实际控制人。截至2023年报，公司控股子公司共24家，其中核心子公司包括江西华特（特气生产销售）、绥宁联合化工（特气生产销售）、华南特气研究所（工程技术研究和安装、生产销售特种气瓶）、亚洲国际气体（气体进出口、批发与零售）、亚洲工业气体AIG（氧气、氮气、氩气和二氧化碳等工业气体的乙炔气制造商、供应商和分销商）、佛山华普（工业气体生产）等。

1.2.高附加值产品放量，盈利能力持续提升

主业长期增长稳健，2024一季度净利润同比正增长。受益于下游高景气以及半导体特气放量，2016-2022年公司营收体量、归母净利润快速增长。2023年公司实现营收15.0亿元，同比-16.8%；实现归母净利润1.71亿元，同比-17.18%，主要系以下原因所致：1）稀有气体价格回归正常水平，导致产品销售价格和收入下降；2）消费电子等需求不振、下游半导体厂稼动率下降；3）报告期内因可转债发行完成，增加可转债利息费用。2024年一季度公司实现营收3.33亿元，同比-7.3%；实现归母净利润0.45亿元，同比+12.7%，利润端实现正增长。

盈利能力持续提升，费用控制稳定。受益于高端半导体级产品的放量，以及规模效应，2016年起公司净利率呈现持续增长态势。2024年一季度公司毛利率、净利率分别为33.04%、13.62%，其中毛利率为2020年以来最高值，净利率为近10年以来最高值。费用率方面，2024年一季度公司销售费用率、管理费用率、研发费用率、财务费用率分别为7.11%、5.99%、3.45%、1.74%。

电子特气营收占比达68%。公司专注半导体特气产品，排除2022年稀有气体大幅涨价影响，近5年其余年份电子特气营收占比持续提升，2023年公司电子特气实现营收10.2亿元，营收占比68.2%。具体来看，2023年公司光刻气、氢化物、工业气体、氟碳类气体、设备、氮氧化合物、碳氧化合物营收占比分别为17%/16%/15%/14%/10%/7%/7%。

2.半导体景气复苏，特气国产化酝酿结构性机遇

2.1. 电子特气市场空间广阔

气体是工业的血液，向下可划分为大宗气体与特种气体。气体（工业气体）是工业生产的重要基础性原材料，被喻为“工业的血液”，广泛应用于半导体、面板、LED、光纤通信、光伏、医疗健康、新材料、新能源、高端装备制造、食品、冶金、化工、机械制造等新兴行业。按工业气体分类：气体可分为大宗气体与特种气体。

其中大宗气体纯度低于5N，产销量较大，包括氧气、氮气、氩气、氨气等通用型产品，主要应用于炼钢、石化、机械等工业领域；特种气体指应用于特定领域且纯度高于5N的精细化气体，广泛应用于电子、医疗、激光、食品等高附加值领域。根据不同的应用领域，电子特气又包括了半导体级、光伏级、面板级、LED级，其中半导体特气对于纯度要求高，国产化率较低，在成膜、光刻、刻蚀、掺杂等制程环节广泛应用。

按电子气体分类：主要包括电子特气与电子大宗气体。电子气体是集成电路制造、半导体显示、半导体器件制造过程中不可缺少的关键材料，被称为电子工业的“血液”和“粮食”，主要分为电子大宗气体和电子特种气体。电子大宗气体：包括氮气、氦气、氧气、氩气、氢气、二氧化碳等六大品种，特点为单一品种用量大，以现场制气模式为主。其中氮气作为环境气、保护气、清洁气和运载气，贯穿半导体的整个工艺流程，为用量最大的电子大宗气体；电子特气：应用于芯片制程的精细产品，包括氟碳类、硅烷类、氟氮类、氢化物等，特点为品种多样，单一用量较小，以气瓶零售模式为主。

电子气体全球70亿美元市场，电子特气占据主要市场份额。全球市场：根据TECHCET，2023年全球电子气体市场规模约69.5亿美元，其中电子特气51.2亿美元，电子大宗气18.4亿美元。特气市场份额占比74%，是电子气体中价值量最高的类别；中国市场：2023年中国电子气体市场规模约352亿元，其中电子特气249亿元，电子大宗气体103亿元。受益于国内fabless厂商的产能扩张以及行业稼动率的提升，未来国内电子特气行业增速有望维持高速增长。

整体规模上看，中国电子特气体量已占全球6成以上。受益于六氟化钨、三氟化氮等大单品的产能扩张，以及国内半导体、光伏、面板等下游产业的快速发展，我国电子特气市场规模快速提升。以人民币美元汇率7测算，2017-2022年，我国电子特气全球市场规模占比已由42%提升至63%，中国成为全球特气生产、消费的核心国。

从产品结构看，高端半导体级特气比重仍低于海外平均水平。根据中船特气招股书，半导体是全球电子特气第一大下游领域，占比高达71%。而国内特气产品结构仍以中低端面板、光伏、LED为主。根据亿渡数据，2021年国内特气需求结构中，电子特气占比43%，化工、医疗及环保占比分别为38%、9%。根据前瞻产业研究院，电子特气当中，国内半导体需求占比仅42%。因此从产品结构角度看，国内特气行业存在中低端产品过剩，高端半导体级气体生产能力有限的问题，产品结构高端化转型是行业未来发展的长期课题。

2.2. 特气是半导体第二大耗材，聚焦核心品类

晶圆产能持续扩张。据SEMI，全球半导体产能继2023年以5.5%成长至每月2960万片之后，预计2024年将突破3000万片大关。根据SEMI最新季度《全球晶圆厂预测》报告显示，2022年至2024年，全球半导体行业计划新建82座晶圆厂投产，其中2023年投产11个项目，2024年投产42个项目，全球半导体晶圆产能持续创历史新高，预计2024年还将开设42座新晶圆厂，其中近半（18个项目）位于我国。预期2023年全球产能将同比增长12%至760万片/月，2024年产能同比增长13%至860万片/月。

全球半导体材料市场延续增长。根据SEMI，全球半导体材料市场规模突破700亿美元，我国市场规模也突破千亿元关卡。全球半导体材料的产业规模将持续增长趋势较为明确，SEMI预测的全球晶圆面积将在2024年实现强势反弹。受益于AI产业等快速增长下游的驱动，半导体材料市场仍将延续高速增长。

电子特气主要应用于刻蚀、掺杂、薄膜沉积、光刻四大环节。电子特气在半导体制程中应用领域广泛，应用场景包括光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节。从不同制程对材料需求量角度看，刻蚀、掺杂、薄膜沉积、光刻为前四大应用场景，占比分别为36%、34%、24%、18%（部分气体同时应用于多种制程，因此有重复计算）。特气在环节中具体作用包括：刻蚀：有选择的从硅片中去除不需要的材料；掺杂：引入硼、砷、磷等元素，使得晶圆具备p型、n型结构；薄膜沉积：使得晶圆表面形成氧化硅、氮化硅等薄膜；光刻：光刻气是光刻机产生深紫外激光的气体，不同的光刻气和电压可产生不同波长的光。

鉴于电子气体存在品类、对应制程复杂繁多的特性，我们从三个维度对半导体制程中的细分气体材料进行梳理，聚焦核心产品品类：a）市场规模排序我们从整体电子特气行业，以及半导体特气细分领域对于不同气体材料市场占比进行梳理。整体来看，三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯份额最高；半导体领域硅烷、三氟化氮、掺杂气（砷烷、硼烷等）占比最高：✓整体电子特气行业：根据Linx Consulting，三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯是规模最大的三大电子特气单品，市场份额分别为20%、8%、7%，2021年市场规模分别为8.8、3.4、3.1亿美元。

具体来看，三氟化氮：具有良好的刻蚀速率与选择性，广泛应用于半导体刻蚀及清洗环节；六氟化钨：主要用于薄膜沉积环节形成钨导体膜，具有低电阻、高熔点等特点；六氟丁二烯：是一种新型高性能刻蚀气，相比传统刻蚀气具有更高的刻蚀速率、选择性，适用于高深宽比的先进制程，同时GWP值极低，属于环境友好型材料；

半导体特气行业：根据TECHCET，在半导体制程中，用量最大的特气材料包括硅烷、三氟化氮、掺杂气、氟碳类气体，市场份额分别为22%、13%、10%、6%。具体来看，硅烷：主要指甲硅烷SiH4（高端产品乙硅烷也在持续渗透），作为最主要的成膜特气，主要用于在晶圆表面形成氧化硅、氮化硅等薄膜，作为绝缘层材料；三氟化氮：同上，用于半导体的刻蚀与清洗；掺杂气：掺杂气主要包括硼烷、砷烷、磷烷等，作为离子注入气体，使得晶圆形成p型、n型结构；氟碳类气体：包括六氟丁二烯、八氟环丁烷、四氟甲烷、六氟乙烷等，主要用于刻蚀环节。

特气是除晶圆外第一大半导体耗材，成本占比14%。电子特气是半导体和微电子工业的“血液”，贯穿于晶圆制造中的多个环节，也是半导体制程的核心成本来源。根据SEMI，2022年特气占半导体晶圆制造成本约14%，仅次于晶圆（33%），是第二大半导体耗材。其余半导体材料成本占比分别为：掩膜板13%、光刻胶及配套试剂13%、CMP材料7%、湿电子化学品4%、靶材3%。

根据《Life cycle assessment of silicon wafer processing for microelectronic chips and solar cells》（Mario Schmidt等），我们统计出每平米DRAM存储晶圆、逻辑晶圆对于电子气体的耗量（该论文发表于2012年，部分数据可能与当前制程存在差别，但仍可提供方向性参考）。

具体结论包括：

逻辑制程单位气体耗量是存储制程的3倍：根据数据统计，每平米存储芯片气体耗量约1813kg，而每平米逻辑芯片气体耗量高达5642kg，约是存储芯片的3.1倍；

电子大宗气用量比特种气体高三个量级：根据数据统计，每平米逻辑芯片电子大宗气体耗量约5639kg，其中普通级气体2305kg，高纯/超高纯级气体3334kg，而特种气体耗量仅为2.6kg；

耗量较高的特气主要包括六氟化硫、三氟化氮及其他氟碳类气体：每平米逻辑芯片对应六氟化硫耗量约725g（如今耗量下降，因为该产品为超级温室气体，正不断被替代），三氟化氮、甲硅烷耗量分别为161、73g，氟碳类当中六氟乙烷、四氟化碳耗量分别为601、268g。

根据SK海力士12英寸晶圆厂技改环评，20nm级存量产能每万片对应气体耗量由大到小排序包括三氟化氮（每万片2607kg，应用于刻蚀、清洗环节）、笑气（每万片552kg，与硅烷搭配应用于薄膜沉积环节）、硼烷/氢气混合气（每万片383kg，应用于掺杂环节）、氨气（每万片352kg，与硅烷配合应用于薄膜沉积环节）、四氟甲烷（每万片279kg，作为氟碳类气体用于刻蚀环节）、甲硅烷（每万片193kg，应用于薄膜沉积环节）。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）