2020年電子氣體行業(yè)分析報告

1、2020年電子氣體行業(yè)分析報告2020年4月1 .電子氣體是半導體制造的血液1.1. 集成電路是電子氣體主要應用領域近年來，隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子氣體在半導體行業(yè)中的地位日益凸顯。廣義的電子氣體”旨電子工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體，是最重要原材料之一，狹義的電子氣體”特指電子半導體行業(yè)用的特種氣體。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）在電子專用材料制造的重點產(chǎn)品部分將電子氣體分為了電子特種氣體和電子大宗氣體。電子特氣是集成電路、平板顯示、發(fā)光二極管、太陽能電池等半導體行業(yè)生產(chǎn)制造過程中不可或缺的關鍵性化工材料，被廣泛的應用于清洗、刻蝕、成膜、摻雜等工藝。在半導體工藝中，從芯片生長到最后器件的封裝，幾乎

2、每一步、每一個環(huán)節(jié)都離不開電子特氣，因此電子氣體被稱為半導體材料的糧食“和源”表1：電子氣體分類電子氣體分類類別用途產(chǎn)品化學氣相沉積（CVD）氨氣、氮氣、氧化亞氮、TEOS（止硅酸乙酯）、TEB（硼酸三乙酯）、TEPO（磷酸三乙酯）、磷化氫、三氟化氯、二氯硅烷、氟化氮、硅烷、K氟化鴇、K氟乙烷、四氯化鈦、甲烷等離子注入氟化神、三氟化磷、磷化氫、三氟化硼、三氯化硼、四氟化硅、六氟化硫、氤氣等電子特種氣體光刻膠印刷氟氣、氮氣、氟氣、發(fā)氣等擴散多i氣、三氯氧磷等刻蝕氮氣、四氟化碳、八氟環(huán)丁烷、八氟環(huán)戊烯、三氟甲烷、二氟甲烷、氯氣、澳化氫、三氯化硼、六氟化硫、一氧化碳等摻雜含硼、磷、神等三族及五族原子

3、之氣體，如三氯化硼、乙硼烷、三氟化硼、磷化氫、神化氫等電子大宗氣體環(huán)境氣、保護氣、載體氮氣、氧氣、氣、二氧化碳等資料來源：金宏氣體、XXX市場研究部表2:電子特種氣體及電子大宗氣體占比領域電子特種氣體電子大宗氣體液晶面板30%-40%60%-70%集成電路約50%約50%LED、光伏50%-60%40%-50%資料來源：金宏氣體、XXX市場研究部平面顯示行業(yè)；電子氣體主要以硅烷等硅族氣體、PH3等摻雜氣體和SF6等蝕刻氣體為主。在薄膜工序中，通過化學氣相沉積在玻璃基板上沉積SiO2、SiNx等薄膜，使用的特種氣體有SiH4、PH3、NH3、NF3等。在干法刻蝕工藝中，在等離子氣態(tài)氛圍中選擇性腐

4、蝕基材。通常米用太陽能電池行業(yè)；在晶體硅電池片生產(chǎn)中，擴散工藝用到（PECVD）工藝用到SiH4、NH3,刻蝕工藝用到（DEZn八B2H6,在非晶/微晶硅沉積工序中用到硅烷等。SF6、HCl、CI2等氣體。POCI3和02,減反射層等離子體增強化學氣相沉積CF4。薄膜太陽能電池則在沉積透明導電膜工序中用到二乙基鋅集成電路制造行業(yè)；與平面先是行業(yè)類似，通常應用在CVD，刻蝕等制造環(huán)節(jié)中，但是由于集成電路制造和平面顯示的要求不同，復雜度不同，所以集成電路制造中需要的電子氣體純度更高，種類更多。集成電路領域是電子氣體的主要應用領域。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，我國特種氣體的銷售額中，電子行業(yè)約占41%

5、,石油化工約占39%,醫(yī)療環(huán)保約占10%,其他領域約占10%o在單純電子氣體領域，集成電路領域占比為42%,是最大的電子氣體消耗領域。其次是顯示面板領域，占比約為37%o最后是太陽能領域和LED領域，分別占比為13%和8%。圖1:2018年中國特種氣體下游細分領域占比圖2:2017年中國高純電子氣體下游細分領域占比資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、XXX市場研究部資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、XXX市場研究部在集成電路產(chǎn)業(yè)使用的電子氣體中可分為大宗氣體（常用氣體）和特殊氣體兩類。大宗氣體一般是以氮氣（N2）、氧氣（O2）、量氣（Ar）、氨氣（He）、氫氣（H2）等純凈氣體為主。大宗氣體在半導體制造中主要有

6、兩種功能，一種是作為反應氣體參與到化學反應中，比如氫氣，氧氣等等。另外一種是作為保護氣體使用的惰性氣體，經(jīng)常用在高溫烘烤或清洗過程，這些氣體一般是以惰性氣體為主，比如氮氣，量氣，氨氣等等。特殊氣體以化合物氣體為主，主要是集成電路制造中的反應氣體。比如硅烷（SiH4）、磷化三氫（PH3）、一氧化二氮（N2O）、氨氣（NH3）,四氟甲烷（CF4）等等，這些氣體主要是參與到芯片制造過程中的一些物質(zhì)生成等等。比如利用硅烷反應成成二氧化硅介質(zhì)，利用四氟甲烷主要在干法刻蝕中，與被刻蝕物發(fā)生反應，從而達到刻蝕的目的。圖3:特種氣體分類驚聿I*益也忡"I.比4壞鎮(zhèn)電妹聿再衛(wèi)士悴壓【忡伸燉工業(yè)兀怵，時

7、十創(chuàng)快，電力.會鼻和工知K資料來源：XXX市場研究部電子特種氣體廣泛用于集成電路、顯示面板、光伏能源、新能源汽車等領域，近年來下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速更迭。特別是在集成電路制造領域,隨著制程節(jié)點的不斷減小，從28nm制程到7nm制程。在晶圓尺寸方面，從8寸晶圓到12寸晶圓。特種氣體作為集成電路制造的關鍵材料，伴隨著下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速迭代，特種氣體的精細化程度持續(xù)提高，特別是在純度和精度方面，對特氣的要求持續(xù)提高。比如在純度方面，普通工業(yè)氣體要求在99.99%左右，但是在先進制程的集成電路制造過程中，氣體純度要求在6N（99.9999%）以上。表3:集成電路線寬與電子氣體純度年份199920032006

8、200920122014線寬/nm18013090654028臨界顆粒尺寸/nm氣體90雜質(zhì)6545322014含量大宗氣體（N2、02、H2、稀有氣體）H2O/10-12<1000<100<100<100<100<10002/10-12CO2/10-12<1000<1000<100<100<100<100<100<100<100<100<100<100CH4/10-12<1000<100<100<100<100<100大于臨界尺寸顆粒（個/L）<

9、;0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1腐蝕性氣體（HCI、HBr等）金屬總量/10-12<1000<1000<1000<200<200<200O2/10-9100-50050-10050-100<50<50<50H2O/10-9大于臨界尺寸顆粒（個/L）<500100-500250-10050-1002<50<502222非腐蝕性氣體金屬總量/10-12<500<500<500<100<100<100O2/10-9<1000500-1000&

10、lt;500100-500<100<100H2O/10-9500-1000<500100-500<100<100<100大于臨界尺寸顆粒（個/L）222222資料來源：CNKI、XXX市場研究部1.2. 電子氣體是電子制造的血液”電子特種氣體在集成電路制造中應用廣泛，涉及到多個制造環(huán)節(jié)。大宗氣體中的惰性氣體主要用作保護氣。氫氣和氧氣作為還原氣體和氧化氣體與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。在離子注入工藝中，用到氫化物氣體作為磷源，硼源和碑源，形成P型和N型區(qū)域。在刻蝕工藝中，需要用氟化物氣體作為刻蝕氣體。在CVD工藝中，需要用硅烷和氯氣等等。在光刻過程中需要光刻氣，Kr

11、/Ne/Ar等混合氣體作為光刻機的光源氣體，另外，在清洗，氧化爐，退火等等制造過程也需要不同電子氣體。電子特種氣體決定了集成電路的最終良率和可靠性。由于電子氣體用途多，用量大。所以電子氣體也直接決定了最終芯片的良率和可靠性，比如離子注入氣體的氫化物氣體濃度沒有達到要求，那么在離子注入時，硅片的PN結(jié)濃度就會和理想值相差較遠，造成電性偏移。如果光刻氣的配比出現(xiàn)偏差，將直接造成光刻機光源的波長發(fā)生變化，最終導致光刻線寬出現(xiàn)偏移。如果CVD氣體含有部分雜質(zhì)，在薄膜沉積后，在絕緣層上會出現(xiàn)導電離子，造成短路現(xiàn)象。所以電子氣體直接影響芯片的最終質(zhì)量。正是因為電子氣體在集成電路制造中的使用量大，應用范圍廣

12、的特點。所以電子氣體直接決定了芯片制造的良率與可靠性等等。所以電子氣體也被譽為集成電路制造中的血液”。表4:不同氣體在半導體制造中的作用電子氣體分類氣體化學式反應機理大宗氣體惰性氣體氮氣N2排出才留在氣體配送系統(tǒng)和工藝腔中的濕氣和殘余氣體。N2有時也作為某些沉積工藝的工藝氣體fit氣A在硅片工藝過程中用在工藝腔體中氮氣He工藝腔氣體，也用于真空室的漏氣檢查還原氣體氫氣H2外延層工藝的運載氣體，也用于在二氧化工藝中與O2反應生成水蒸氣。氧化氣體氧氣02工藝腔氣體，氧化爐反應氣體特種氣體氫化物硅烷SiH4氣相沉積工藝的硅源神化氫AsH3N型硅片離子注入的種源磷化氫PH3N型硅片離子注入磷源乙硼烷B

13、2H6P型硅片離子注入的硼源原硅酸四乙酯(TEOS)Si(OC2H5)4氣相沉淀工藝的二氧化硅四氯化硅SiCl4氣相沉淀的硅源二氯硅烷(DCS)SiH2cl2氣相沉淀工藝的硅源氟化物三氟化氮NF3等離子刻蝕工藝中的氟離子源六氟化鴇WF6金屬沉積工藝的鴇源四氟甲烷C2F4金屬沉積工藝的氟源四氟化碳CF4金屬沉積工藝的氟源四氟化硅SiF4沉積，離子注入和刻蝕工藝的硅和氟離子源三氟化氯ClF3工藝腔體清潔氣體酸性氣體三氟化硼B(yǎng)F3P型硅片離子注入的硼源氯氣Cl2金屬刻蝕中的氯源三氯化硼氯化氫BCl3HClP型硅片離子注入的硼源和金屬刻蝕中所用的氯源工藝腔體清潔氣體和去污劑其他氨氣NH3工藝氣體用來和

14、SiH2cl2反應生產(chǎn)沉積所用的SiN3一氧化二氮N2O與硅反應生成二氧化硅的氮源一氧化碳CO用在刻蝕工藝中資料來源：半導體制造技術(shù)、XXX市場研究部圖4:各種電子氣體在半導體制造種的作用CTOiLr RM T4* Y屯虞U如t3iM (4 fit) 姬曜并障CFJCH二鼠鬻?ilUtt址*f嬴4HA資料來源：XXX市場研究部121.刻蝕電子氣體刻蝕過程需要電子氣體與被刻蝕物發(fā)生化學反應?？涛g過程需要用到大量的氟碳類氣體，比如六氟乙烷，四氟化碳，三氟甲烷，八氟環(huán)丁烷，八氟丁烷等等?？涛g氣體與被刻蝕物發(fā)生化學反應，導致被刻蝕物消除。在晶圓制造的刻蝕工藝中，特別是在干法刻蝕工藝中，為了得到定向刻蝕

15、的目的，必須要利用電子特種氣體在電離條件下形成等離子體，等離子體通過與被刻蝕物質(zhì)產(chǎn)生化學反應或物理反應，除去被刻蝕的一部分。在不同的刻蝕目標中也會使用不同的電子氣體來發(fā)生反應。比如在刻蝕Si的過程中，一般使用氟基氣體，比如CF4。先將CF4在電場作用下產(chǎn)生電離，將CF4氣體變成等離子體，然后通過定向加速，與已經(jīng)光刻顯影好的晶圓發(fā)生反應。在存在光刻膠區(qū)域，等離子刻蝕氣體不會與硅界面發(fā)生反應。但是在沒有光刻膠的部分，當CF4與硅界面接觸時，會發(fā)生化學反應生成SiF4和C02,兩者都是以氣體形態(tài)存在，所以發(fā)生反應后立即揮發(fā)掉。所以刻蝕完畢之后就會在原來的硅體上留下被刻蝕部分的界面。圖5:刻蝕氣體的在

16、刻蝕中的作用_-f.tit*總丸則粒屯斛脫S.+(I4?O(2-Sigo網(wǎng)！資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、XXX市場研究部由于刻蝕氣體是與被刻蝕物產(chǎn)生的化學反應。所以對于刻蝕氣體的選擇比要求較高。比如在刻蝕介質(zhì)層，如二氧化硅的過程中，往往是二氧化硅和硅是層疊關系，所以在刻蝕介質(zhì)二氧化硅時，就必須選擇一種高純度氣體只能和二氧化硅反應，卻不能和硅發(fā)生反應。通常選用CHF3和惰性氣體混合的形式刻蝕SiO2o然后通過控制功率和流速的方式控制刻蝕速率。122.化學沉積氣體化學氣相沉積（CVD）過程中的電子氣體用來生成沉積薄膜；CVD是利用真空狀態(tài)下，多種氣體混合并發(fā)生化學反應最終將反應物沉積成膜的過程。不同

17、的沉積薄膜需要不同的電子氣體，在SiO2的沉積中，會使用到硅烷，原硅酸四乙酯（TEOS）等等氣體。在氮化物沉積層中，使用氨氣（NH3）,硅烷，SiCI2H2,在鴇沉積中使用WF6,硅烷，而TiN薄膜制備中需要TiCI4和氨氣等等化學氣相沉淀的反應物大部分都是以氣體形態(tài)存在。比如在二氧化硅介質(zhì)（SiO2）和氮化硅（Si3N4）介質(zhì)的生成過程中，常用的是CVD方法生成該層薄膜，輔助氣體分別是高純氧氣，一氧化二氮，和氨氣。在反應的過程中，將反應氣體按照特定比例混合在一起，然后通到反應腔中，再往反應腔通入輔助氣體，在特定壓力和溫度下，會發(fā)生化學反應，SiH4+O2->SiO2+2H2生成SiO2

18、,3SiH2CI2+4NH3->Si3N4+6HCI+6H2生成Si3N4。然后生成的目標介質(zhì)沉積到下面的晶圓上，形成介質(zhì)膜。由于晶圓制造過程中所涉及到的沉積薄膜種類較多，每層要求不同，所以CVD需要的電子氣體種類是最多的。6:化學沉積氣體的反應過程D1*A$-u>02->S0I*2k2資料來源：互聯(lián)網(wǎng)、XXX市場研究部1.2.3.離子注入氣體離子注入氣體是在作為參雜氣體注入到晶圓表面。集成電路的最微觀結(jié)構(gòu)是由PN結(jié)構(gòu)成的，分別為P型區(qū)和N型區(qū)。而形成P型區(qū)和N型區(qū)的主要制造步驟就是離子注入。在P型區(qū)，主要離子注入元素為硼（B）,錮（In）。氣體主要為三氟化硼（BF3）,乙硼

19、烷（B2H6）,磷化錮（InP）等等。在N型區(qū)，主要離子注入元素為碑（As）,磷（P）等等。氣體主要為碑化氫（AsH3）,磷化氫（PH3）等等。離子注入的方法是在真空中，將氣體電離并加速，然后通過較大動能，直接進入到硅半導體中。但是由于這樣的轟擊是純粹的物理撞擊，所以很容易引起硅晶格產(chǎn)生缺陷。為了解決硅晶格缺陷問題，往往在離子注入過后進行，退火過程，來修復缺陷。在退火過程中，也需要惰性氣體進行保護。部分離子注入氣體具有很強的毒性，比如AsH3等氣體，所以在制造和使用過程中具有很強的壁壘。圖7:離子注入氣體的反應過程。W工-恤叫T蹄.資料來源:電子發(fā)燒友、XXX市場研究部124.外延沉積氣體外延

20、沉積氣體是在硅晶圓表面生成外延層；外延層生長一般具有以下幾種特性，低（高）阻襯底上外延生長高（低）阻外延層，P（N）型襯底上外延生長N（P）型外延層，與掩膜技術(shù)結(jié)合，在指定的區(qū)域進行選擇外延生長，外延生長過程中根據(jù)需要改變摻雜的種類及濃度。正是由于這些優(yōu)點的存在，所以在一些制程中使用外延層來代替原有硅襯底。起到提高芯片性能的目的。在化合物半導體中，用外延層技術(shù)生長如GaAs等異質(zhì)結(jié)構(gòu)層。與CVD類似，外延沉積也是通過多種氣體化學反應的方式，將反應生成物沉積到晶圓表面的過程。由于硅外延層一般沉積硅原子層，所以所用到的氣體種類與CVD相比會相對較少。常常用到四氯化硅（SiCI4）,二氯二氫硅（Si

21、H2CI2）,三氯氫硅（SiHCI3）作為硅源發(fā)生化學反應后生成硅，最后沉積到晶圓表面。新生成的外延層硅與晶圓襯底硅，雖然元素相同，但是在電阻率，參雜濃度等方面，外延層是可控的，所以在一些制程中，要使用外延層作為芯片制造區(qū)域。在GaN,GaAs和SiC等化合物半導體中，會沉積GaN,GaAs和SiC薄膜層。會使用TMGa,NH3,AsH4,CH3SiCI3,H2等氣體作為外延沉積氣體。圖8:外延氣體的反應過程。此晶？-時殿加植板資料來源：集賢網(wǎng)、XXX市場研究部1.2.5.光刻鐳射氣體光刻過程是半導體制造中最重要的過程，光刻直接決定了芯片線寬與可靠性。其中光刻用電子氣體（鐳射氣體）是用來產(chǎn)生光

22、刻機光源的電子氣體。光刻氣大多為混合氣，用不同比例的不同氣體混合在一起的電子氣體混合物。光刻氣根據(jù)光刻光源波長的不同而不同。常見光刻氣包含Ar/F/Ne混合氣，、Kr/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne混合氣，Ar/Xe/Ne混合氣等等。光刻氣大部分為稀有氣體，或稀有氣體和氟的混合物，這種混合氣體在高壓受激發(fā)后，就會形成等離子體，在這個過程中，由于電子躍遷，會產(chǎn)生固定波長的光線。光線的波長與混合器的比例，電壓高低直接相關。激發(fā)出來的光線經(jīng)過聚合，濾波等過程就會產(chǎn)生光刻機的光源。再經(jīng)過復雜的光路對硅晶圓進行光刻。圖9:光刻氣體反應過程茫劉氣體:ArT涂膠顯彭二Itft唯二真.tt舉二躍

23、/已瞠畦襯底資料來源：集賢網(wǎng)、XXX市場研究部126.惰性保護氣體惰性保護氣體不是嚴格意義上的化學惰性氣體，元素周期表中的惰性氣體特指短氣，量氣等等稀有氣體。但是由于稀有氣體價格較貴，保護氣體用量又很大，所以通常用氮氣（N2）來代替稀有氣體作為半導體制造中的保護氣體惰性保護氣體按照用途可以分為三類，保護作用，清洗作用和載氣作用。這三個作用都是利用氮氣較穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應。比如保護作用，在晶圓制造中，兩個制造步驟之間的等待時間，需要用氮氣保護晶圓。在清洗作用中，在酸堿處理完畢后，需要清洗晶圓上遺留的雜質(zhì)，這時候需要用超純水和氮氣對晶圓進行沖洗。所以晶圓廠保護氣體主要以氮氣為主。圖10:

24、氮氣作為清洗氣體和保護氣體清澆乞體保護化體二氧化址二軋化碓二賈化蛙p型N32?P52Mil硅樣底哇.辰N2:浦澆ao帚希庵七體N2:陪止也化或生反總資料來源：XXX市場研究部2.半導體材料市場空間廣泛2.1. 中國半導體材料市場穩(wěn)步增長中國半導體材料市場穩(wěn)步增長。2018年全球半導體材料銷售額達到519.4億美元，同比增長10.7%o其中中國銷售額為84.4億美元。與全球市場不同的是，中國半導體材料銷售額從2010年開始都是正增長，2016年至2018年連續(xù)3年超過10%的增速增長。而全球半導體材料市場受周期性影響較大，特別是中國臺灣，韓國兩地波動較大。北美和歐洲市場幾乎處于零增長狀態(tài)。而日本

25、的半導體材料長期處于負增長狀態(tài)。全球范圍看，只有中國大陸半導體材料市場處于長期增長窗臺。中國半導體材料市場與全球市場形成鮮明對比。圖11:全球半導體材料銷售額及增速（單位：十億美元）圖12:各個國家和地區(qū)歷年半導體材料銷售額（單位：十億美唯球半導體材料銷售額（單位：十億美元）一:一增長率日本負增長中國大陸 持續(xù)增長14中國臺灣，韓國12波動性較大10中國臺灣韓國日本北美歐洲中國大陸其他2006.2007.2008.2009a2010.2011.2012.2013|2014.2015.2016.2017.2018資料來源：Wind、XXX市場研究部資料來源：Wind、XXX市場研究部全球半導體材

26、料逐步向中國大陸市場轉(zhuǎn)移。從各個國家和地區(qū)的銷售占比來看,2018年排名前三位的三個國家或地區(qū)占比達到55%,區(qū)域集中效應顯現(xiàn)。其中，中國臺灣約占全球晶圓的23%的產(chǎn)能，是全球產(chǎn)能最大的地區(qū)，半導體材料銷售額為114億美元，全球占比為22%,位列第一，并且連續(xù)九年成為全球最大半導體材料消費地區(qū)。韓國約占全球晶圓的20%的產(chǎn)能，半導體材料銷售額為87.2億美元，占比為17%,位列第二名。中國大陸約占全球13%的產(chǎn)能，半導體材料銷售額為84.4億美元，約占全球的16%,位列第三名。但是長期來看，中國大陸半導體材料市場占比逐年增加，從2007年的占比7.5%,至J2018年占比為16.2%。全球半導

27、體材料逐步向中國大陸市場轉(zhuǎn)移圖13:2018年各個國家和地區(qū)的銷售占比圖14:半導體材料銷售額和中國大陸占比（單位:十億美元）其他,一中國臺灣一日本北美a歐洲韓國中國大陸人其他一中國大陸占比資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、XXX市場研究部資料來源：Wind、XXX市場研究部22電子氣體是半導體制造材料的第二大耗材半導體制造材料占比逐年增加。半導體材料可分為封裝材料和制造材料（包含硅片和各種化學品等等）。從長期看，半導體制造材料和封裝材料處于同趨勢狀態(tài)。但是從2011年之后，隨著先進制程的不斷發(fā)展，半導體制造材料的消耗量逐漸增加，制造材料和封裝材料的差距逐漸增加。2018年，制造材料銷售額為322億美

28、元，封裝材料銷售額為197億美元，制造材料約為封裝材料的1.6倍圖15:2018年半導體材料消耗占比圖16:2018年半導體制造和封裝材料占比封裝/t料，38%晶圓制造材料,62%資料來源：wind、XXX市場研究部資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、XXX市場研究部20%左右，預計2020年將達到8,700億氣體是晶圓制造中第二大耗材。根據(jù)2018年銷售數(shù)據(jù)，制造材料中，硅晶圓作為半導體的原材料，占比最大，達到37%,銷售額為121億美元。電子氣體由于在制造過程中使用的步驟較多，所以消耗量遠遠高于其他材料，占比為13%,銷售額達到43億美元。氣體（包含高純和混合氣體）是晶圓制造中最常用的制造材料，做為

29、半導體材料中的核心原料，消耗金額是除硅晶圓之外的第一大材料。常常使用在光刻，刻蝕，CVD/PVD等等步驟。特別是在集成電路制造環(huán)節(jié)，高純大宗氣體如N2、H2、02、Ar、He等，常常使用在高溫熱退火，保護氣體，清洗氣體等等環(huán)節(jié)。高純電子特種氣體在制造環(huán)節(jié)使用較多，也是常說的電子氣體，比如離子注進、氣相沉積、洗滌、遮掩膜形成過程中使用到一些化學氣體，常見的有SiH4、PH3、AsH3、B2H6、N2O、NH3、SF6、NF3、CF4、BCI3、BF3、HCl、Cl2等，在IC生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，使用的電子氣體有差不多有100多種，核心工段常見的在40-50種左右。隨著半導體集成電路技術(shù)的發(fā)展，對電子氣體

30、的純度和質(zhì)量也提出了越來越高的要求。電子氣體的純度每提升個數(shù)量級，對下游集成電路行業(yè)都會產(chǎn)生巨大影響。2014年國家發(fā)布了國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要并設立了集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，根據(jù)規(guī)劃，我國集成電路銷售額年均增速將保持在元。若半導體用電子氣體保持同樣穩(wěn)定的增速，國內(nèi)半導體用電子氣體市場將在靶材,2%其他材料，10%晶圓,37%電子氣體，13%化學試劑，7%光刻膠輔材，7% 光刻膠,5%40,00035,00030,00025,00020,00015,00010,0005,000晶圓光罩光刻膠光刻膠輔材化學試劑電子氣體靶材CMPM料其他材料T-增長率（）資料來源：SEMI、XXX市場研究部整

31、理及預測資料來源：SEMI、XXX市場研究部整理及預測圖18:全球半導體前道材料市場預測2020年翻番。圖17:2018年全球半導體前道各材料市場比重CMP材料，7%23政策引導，半導體材料將重點發(fā)展自中美貿(mào)易摩擦以來，中國大陸大力發(fā)展半導體，集成電路產(chǎn)業(yè)，并成立大基金投資半導體相關公司。同時，國家出臺相關政策，積極刺激半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。先后頒布了國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要、集成電路產(chǎn)業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃等政策。各地方政府為培育增長新動能，積極搶抓集成電路新一輪發(fā)展機遇，促進地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，也不斷出臺相關政策支持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國家政策密集頒布：2014年工業(yè)和信息部、發(fā)展改革

32、委、科技部、財政部等多部門聯(lián)合發(fā)布的國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要中，明確了我國集成電路的發(fā)展目標；在2015年發(fā)布的中國制造2025»中提出中國芯片自給率要在2020年達到40%,2025年達到70%;在2018年政府工作報告中，更是明確提出要推動集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。地方推進政策落地；全國多地在政府工作報告中紛紛提及集成電路產(chǎn)業(yè)，可見集成電路產(chǎn)業(yè)將成為近期地方政府工作重點。具體措施主要包括：加快重大項目落地與建設，集中力量實現(xiàn)現(xiàn)有項目突破，完善相關產(chǎn)業(yè)平臺、產(chǎn)業(yè)基金等。地方政府扶持首先有利于重點集成電路項目開展，其次有利于各地方集成電路企業(yè)經(jīng)營。表5:2019年部分地區(qū)相關布局地區(qū)相

33、關布局安徽省加快發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟。建設超級計算中心。擴大4G網(wǎng)絡覆蓋面，加快4G商用步伐。打牢資源型數(shù)字經(jīng)濟基礎，推動大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，支撲云計算大數(shù)據(jù)生產(chǎn)應用中心、大數(shù)據(jù)存儲基地建設湖北省確保華星光電T4,京東方10.5代線等一批重大項目如期建成。集中力量推進武漢新芯二期，天馬柔性屏等重大產(chǎn)業(yè)項目陜西省要發(fā)展壯大新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群，抓好三星二期，華天集成電路封裝測測，等重大項目建設四川省加快推進紫光程度集成電路、中國電子8.6代液晶面板生產(chǎn)線、眉山信利高端顯示等項目建設F省扎實抓好富士康廣州10.5代線、廣州樂金OLED、深圳華星光電11代線等項目建設，支持珠海集成電路全產(chǎn)業(yè)

34、鏈項目、東莞紫光芯云產(chǎn)業(yè)城、佛山機器人谷”等建設北京巾不斷壯大高精尖產(chǎn)業(yè)。加快5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設，繼續(xù)大力拓展各類創(chuàng)新技術(shù)的應用場景建設。推動新能源汽布、超高清顯示設備、集成電路生產(chǎn)線、第三代半導體、無人機小鎮(zhèn)”等重大項目落地上海巾鞏固提升實體經(jīng)濟能級。加快落實集成電路、人工智能、生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)政策，深入實施智能網(wǎng)聯(lián)汽布等一批產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新工程，推動中芯國際，和輝二期等重大產(chǎn)業(yè)項目加快量產(chǎn)，實現(xiàn)集成電路14nm生產(chǎn)工藝量產(chǎn)。天津市大力實施項目帶動戰(zhàn)略，發(fā)揮濱海新區(qū)及開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)、高新區(qū)等功能區(qū)項目建設主戰(zhàn)場作用，加快中環(huán)高端半導體產(chǎn)業(yè)園、中芯國際擴建等重大項目建設。重慶巾構(gòu)建芯屏器

35、核網(wǎng)”全產(chǎn)業(yè)鏈。芯”就是要完善集成電路設計。制造，封裝測試，材料等上下游全鏈條，培育高端功率半導體芯片和存儲芯片等項目，抓好聯(lián)合微電子中心，櫻桃特人FPGA中國創(chuàng)新中心等項目珠海巾緊抓集成電路設計換機，集中力量引進集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈項目，建設集成電路高端設計與制造基地資料來源：XXX市場研究部半導體材料領域投資較少；雖然在半導體集成電路領域投資較多，但是在基礎科學，特別是在半導體材料領域投資較少，再加上國內(nèi)半導體材料大多集中于面板制造材料，在要求更高的半導體制造材料領域研究較少。所以相對于集成電路設計，制造和封測產(chǎn)業(yè)，中國大陸半導體材料領域底子薄，發(fā)展慢。半導體材料迎來重大利好;2020 年 3

36、 月 3 日，國家科技部等五部委發(fā)布加強從 0 到 1 ”基礎研究工作方案。方案指出國家科技計劃突出支持關鍵核心技術(shù)中的重大科學問題。面向國家重大需求，對關鍵核心技術(shù)中的重大科學問題給予長期支持。重點支持人工智能、網(wǎng)絡協(xié)同制造、3D打印和激光制造、重點基礎材料，先進電子材料、結(jié)構(gòu)與功能材料、制造技術(shù)與關鍵部件、集成電路和微波器件，高端醫(yī)療器械、重大科學儀器設備等重大領域，推動關鍵核心技術(shù)突破。24中國電子氣體市場空間巨大2.4.1.中國大陸晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)擴張全球晶圓產(chǎn)能將迎來爆發(fā)式增長。根據(jù)ICInsight統(tǒng)計，由于2019年上半年，中美貿(mào)易戰(zhàn)的不確定性，全球各大晶圓廠都推遲了產(chǎn)能增加計劃，

37、但是并沒有取消。隨著2019年下半年中美貿(mào)易的復蘇和5G市場的爆發(fā)，2019年全年全球晶圓產(chǎn)能還是維持了720萬片的增加。但是隨著5G市場的換機潮來領，全球晶圓產(chǎn)能將在2020年至2022年迎來增加高峰期，三年增加量分別為1790萬片，2080萬片和1440萬片，在2021年將創(chuàng)下歷史新高。這些晶圓產(chǎn)能將會在韓國（三星，海力士），中國臺灣（臺積電）和中國大陸（長江存儲，長鑫存儲，中芯國際，華虹半導體等等）。其中中國大陸將占產(chǎn)能增加量的50%。/年，等效8寸晶圓）圖19:20102024年全球晶圓廠產(chǎn)能增加量（單位：百萬片25資料來源：ICInsights、XXX市場研究部中國大陸晶圓廠建設將迎

38、來高速增長期。從2016年開始，中國大陸開始積極投資建設晶圓廠，陸續(xù)掀起建廠熱潮，根據(jù)SEMI預測，2017-2020年全球?qū)⒔ǔ赏懂a(chǎn)62座晶圓廠，其中中國有26座，占總數(shù)的42%。2018年建造數(shù)量為13座，占到了擴產(chǎn)的50%o擴產(chǎn)的結(jié)果勢必導致晶圓廠的資本支出和設備支出的增加。據(jù)SEMI預計，到2020年，中國大陸晶圓廠裝機產(chǎn)能達到每月400萬片8寸等效晶圓，與2015年的230萬相比，年復合增長率為12%,增長速度遠遠高過其他地區(qū)。同時，國家大基金也對半導體制造業(yè)大力投入，在大基金一期投資中，其中制造業(yè)占比高達67%,遠遠高于設計業(yè)和封測業(yè)圖21 :國家大基金一期投資比例圖20: 201

39、0-2020中國半導體晶圓廠投資額（單位：億美元）中國半導體晶圓廠投資（億美元）-P-YOY( %)裝備材料,6%封測類.10%資料來源：XXX市場研究部資料來源：SEMI、XXX市場研究部表6:中國地區(qū)新增晶圓廠情況公司地區(qū)投資金額月產(chǎn)能（萬片）制程節(jié)點進展中芯國際北京50.18um55nm運行中中芯國際（多數(shù)控股）北京3.565nm28nm運行中中芯國際S2A上海1FinFET研發(fā)中中芯國際SN1上海102億美元3.514-10nmFinFet力產(chǎn)中中芯國際SN2上海3.528nm-14nmCMOS設備已搬入中芯國際深圳106億美元0.590-10nmCMOS運行中華虹宏力（華虹Fab7）無錫100億美元490-65特色工藝試生產(chǎn)華力微電子（華虹Fab5）上海219億元3.555-28nmCMOS運行中華力微電子（