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        工業氣體產業飛速發展,電子特氣國產替代有望加速

        我國工業氣體下游需求廣闊

        按照應用領域的不同,工業氣體可以分為大宗氣體和特種氣體。大宗氣體是指純度要求低于5N,產銷量較大的工業氣體。特種氣體廣泛用于電子、電力、石油化工、采礦等領域,對純度、品種、性質有特殊要求,產品數量多但單一產品用量較小。

        電子氣體指的是專門用于電子半導體領域的一類工業氣體,可分為電子大宗氣體、電子特種氣體等。

        工業氣體主要分類

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        根據觀研報告網發布的《中國工業氣體行業發展現狀分析與投資前景研究報告(2023-2030年)》顯示,空氣分離是最常見的制備工藝之一,主要通過分離空氣中的氧氣、氮氣等氣體來制備工業氣體,采用冷卻、壓縮、分離等工藝實現;此外,還可以通過化學反應來制備工業氣體,如氫氣和氧氣,通過化學反應后再進行純化和精餾等工藝來提高氣體的純度和質量。

        工業氣體相關工藝

        工藝 簡介 工藝流程說明
        氣體純化 逼過精餾、吸附等方或將氣體原材料情制成更高純度的氣體產品 經檢驗合格的原料充入原料儲罐存儲,然后經計量、增壓器增壓,依次送入洗滌塔、干燥塔、吸附塔除去顆粒物、酸性氣體、水分等雜質,由吸附塔出來的氣體進入精餾塔,在精餾塔中除去輕重組分雜質、金屬離子得到高純產品,高純產品經低溫液體泵送入充裝系統,在充裝系統中分別充入罐車、集裝格和鋼瓶中,經成品檢驗合格后成品入庫。
        氣體合成 將原材料在特定壓力、溫度、催化劑等條件下,通過化學反應得到氣體產品 (以高純氫為例)天然氣經緩沖罐、調壓預熱后依次進入加氫反應器和脫硫槽,將硫碎、二硫醚、噻吩、羥基硫和二硫化碳中的硫轉化成硫化氫后脫除,脫硫后的天然氣進入轉化爐與水蒸氣反應制取氬氣,反應后氣體進入中變爐,在中變爐中一氧化碳和水反應生成氫氣和二氧化碳,變換后氣體進入PSA吸附裝置,經分子篩選擇性吸附去除雜質后得到高純氫氣。高純氫氣在充裝系統中分別充入魚雷車、集裝格和鋼瓶中,經成品檢驗合格后成品入庫。
        空氣分離 利用空氣分離設備,通過低溫精餾等方式分離生產氮氣、氧氣等空分氣體 空氣經過濾器和預冷器除去顆粒物和部分酸性雜質,然后進入TSA變溫吸附器,選擇性吸附后除去經類、酸性氣體、水分等雜質后進入精餾塔進行精餾,氧和氮完成分離后,液氧和液氮分別進入產品儲罐,儲罐內液體經低溫液體泵充入罐車,由地磅稱重計量后發送客戶端。
        氣體充裝 以加壓系〔壓縮機〕通過自動控制(PLC)連鎖壓力、流量、溫度的方式將產品氣體充填進氣瓶、長管拖車、管束式集裝箱等包裝容器 經檢驗合格的原料充入原料儲坦,氣休充裝分為兩種類型:(1)若原料為低溫液體,經低溫汞進入汽化器氣化后進入充裝系統;(2)若原料為氣體,則經膜壓機增壓后進入充裝系統;產品鋼瓶連接在充裝系統的閥排上,通過壓力或重量的控制完成鋼瓶充裝,經成品檢驗合格后成品入庫。
        氣體混配 使平衡氣和各組分氣在分析合格后經管道進入氣體混配裝置,根據客戶需求的混配比例,調節各組分氣及平衡氣的比例進行混合 新鋼瓶經鈍化處理后,進行鋼瓶檢別,檢測合格后將鋼瓶接入混配裝置,在混配裝置中充入單種或多種組分氣、平街氣,根據客戶需求調節各組分氣及平衡氣的比例進行配氣,充氣完成后將鋼瓶放到混勻機上將氣體混勻,經成品檢驗合格后成品入庫。
        氣體檢測 將樣品通入分析儀器進行分析,經過電腦數據處理軟件處理后得到樣品分析數據 將充裝后的鋼瓶、集裝格或魚雷車接入樣品處理面板,進行置換處理待分析;載氣(多種分析儀器的輔助系統)經純化后引入分析儀器,分析儀器穩定后批量檢測來自面板的氣體,進行鋼瓶氣的成品分析,分析結果經過電腦數據處理軟件處理后得到成品的檢測數據,氣休檢測用的分析儀器主要有組分分析、水分分析、金屬離子分析、顆粒度分析等四大類儀器。
        鋼瓶處理 根據載氣性質及需求的不同,對氣瓶內部、內壁表面及外觀進行處理的過程,以保證氣體存儲、運輸過程中產品的穩定 待處理鋼瓶分類接入銅瓶余氣處理系統,置換處理后將鋼瓶閥門下﹔鋼瓶依次經內表面清洗及拋光后鋼瓶中的水分使用熱氮氣吹掃,吹掃后裝瓶閥、檢漏,合格后將鋼瓶放入烘箱進行真空干燥。經干燥的鋼瓶做水分含量的檢測,檢測合格后將鋼瓶從烘箱中移出,進行外表面處理和檢查,檢查合格后鋼瓶登記入庫。

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        工業氣體廣泛應用于冶金、石油、石化、化工、機械、電子、航空航天等諸多領域,在國防建設和醫療衛生領域也發揮著重要作用,我國工業氣體下游行業占比分比為:鋼鐵24.0%、石油化工13.2%、其他化學品10.2%、電子產品10.6%。工業氣體下游應用領域涉及到國民經濟的諸多基礎行業,是工業生產不可或缺的重要組成部分。

        工業氣體應用領域

        應用領域

        冶金

        石油

        機械加工

        食品

        環保

        醫療

        化肥

        空分氣體

        氧氣

        -

        氮氣

        -

        -

        氬氣

        -

        -

        -

        -

        -

        合成氣體

        二氧化碳

        -

        -

        乙炔

        -

        -

        -

        -

        氨氣

        -

        -

        -

        -

        -

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        由于工業氣體在工業領域有廣泛應用,全球下游行業的需求長期保持穩定增長態勢。中國為全球最大工業氣體市場,增速與工業整體增長趨勢一致。中國已在2020年取代美國成為全球最大的工業氣體市場,2020年市場規模1542億元,占據全球市場的17.6%。對比2015年來我國工業增加值增幅以及工業氣體行業增速,工業氣體市場增速很大程度上取決于工業整體的發展節奏。

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        電子特氣內資廠商加速國產替代

        電子氣體包括電子大宗氣體和電子特種氣體,是指在電子工業中應用的高純度氣體,主要用于集成電路、LED、顯示面板、光伏等電子領域的生產過程中,其中集成電路制造涉及上千道工序,工藝極其復雜,需使用上百種電子特種氣體。電子大宗氣體包括氮氣、氬氣、氧氣、氫氣等,是氣體保護、熱處理、清洗等方面的重要材料,電子特種氣體主要應用于光刻、刻蝕、成膜、清洗、摻雜、沉積等工藝環節。電子氣體和普通工業氣體相比,要求更高的純度。因此,電子氣體的制備和供應需要采用極為嚴格的工藝和控制標準,以確保其符合嚴格的質量要求。

        電子特氣各應用行業及其用途

        應用行業

        主要用途

        主要氣體

        集成電路

        成膜

        六氟化鎢(WF6)、四氟化硅(SiF4)、乙炔(C2H2)、丙烯(C3H6)、氖氣(D2)、乙烯(C2H4)、硅烷(SiH4)、氧氫混合氣(Ar/O2)、氖代氨(ND3)等

        光刻

        氟哬氖(F2/Kr/Ne)、氟氪氖(Kr/Ne)等混合氣

        刻蝕、清洗

        三氟化氮(NF3)、六氟乙烷(C2F6)、八氟丙烷(C3F8)、八氟環丁烷(C4F8)、六氟丁二烯(C4F6)、氟化氫(HF)、氯化氫(HCI)、氧氦(O2/He)、氯氣(CI2)、氟氣(F2)、溴化氫(HBr)、六氟化硫(SF6)等

        離子注入

        砷烷(AsH3)、磷烷(PH3)、四氟化鍺(GeF4)、三氟化硼(11BF3)等

        其他

        六氯乙硅烷(Si2CI6)、六氯化鎢(WCI6)、四氯化鈦(TiC4)、四氯化鈴(HfCl4)、四乙氧基硅(Si(OC2H5)4)等

        顯示面板

        成膜、清洗

        三氟化R(NF3)、硅烷(SiH4)、氨氣(NH3)、笑氣(N2O)、氧氬混合氣(Ar/O2)、氟化氫氫氖混合氣(HCIH2/Ne)等

        半導體照明

        外延

        砷烷(AsH3)、磷烷(PH3)、三氯化硼(BCI3)、氨氣(NH3)等

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        從全球來看,電子特種氣體應用于集成電路行業的需求占市場總需求的71%,而我國電子特種氣體應用于集成電路行業的需求占比為42%,主要原因在于我國的集成電路產業技術水平和產業規模與世界先進國家還存在一定差距。

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        由于電子特種氣體具有較高的行業壁壘,所以導致全球電子特氣行業市場集中較高,主要由海外主導,全球氣體行業形成了德國林德集團、法國液化空氣集團、日本大陽日酸、美國空氣化工產品公司四家巨頭公司壟斷的行業格局,總共占據全球七成以上的市場份額。

        在中國,由于國內氣體產業起步較晚,存在數量多、規模小、產品單一的特點,目前市場仍由早期進入市場的國外企業壟斷。2022年中國電子特氣市場前四企業分別為美國空氣化工、德國林德集團、法國液化空氣、日本太陽日酸,占比分別為24.8%、22.60%、22.30%、16.10%。

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        在內資廠商中,中船特氣、華特氣體、南大光電、昊華科技、金宏氣體等為零售氣市場的重要企業。國內特種氣體企業逐漸增多,但是仍在發展各自優勢的氣體品類,一般來說國內企業往往專注于一類氣體的產品線和應用領域,尚未形成覆蓋多個工藝環節的特種氣體解決方案供應商。例如金宏的優勢品種為超純氨、高純氧化亞氮、正硅酸乙酯、高純二氧化碳等特種氣體、電子級氧、氮等,主要應用在沉積環節,而中船特氣主要優勢為含氟氣體,主要用在刻蝕環節。

        國內氣體公司主要布局

        公司

        主要特氣產品

        特種氣體營收規模(億元)

        2022

        2021

        YoY(%

        中船特氣

        三氟化筑、六氟化鎢、氯化氫、氟化氫、四氟化硅、六氟丁二烯、高純碳氟類氣體、高純稀有氣體、混合氣等

        -- 

        14.94

        -- 

        華特氣體

        清洗、蝕刻氣:高純四氟化碳、高純二氧化碳等;光刻氣;外延沉積氣體;高純氨、硅燒等;摻雜氣體:乙硼烷等;其他:氮氫氣等

        13.22

        7.97

        0.6587

        南大光電

        磷燒、砷烷、三氟化氮、六氟化硫等

        11.95

        7.31

        0.6347

        昊華科技

        三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟化鎢、磷烷、砷烷、高純氫氣、voCs標氣、標準混合氣體等

        7.06

        5.19

        0.3603

        雅克科技

        六氟化硫、四氟化碳等

        4.96

        3.91

        0.2668

        凱美特氣

        氟化氫基準分子激光混配氣、氟基準分子激光混配氣、動態激光混配氣等

        2.58

        0.18

        1308.07%

        金宏氣體

        超純氨、高純氧化亞筑、正硅酸乙酯、高純二氧化碳等特種氣體、電子級氧、氮

        7.44

        6.59

        12.90%

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        過去國內氣體企業與國外巨頭存在較大技術代差,2022年我國電子特氣國產化率僅14.2%,2025年我國電子特氣國產化率有望提升至25%。

        數據來源:觀研天下數據中心整理

        受益于5G、人工智能、消費電子、汽車電子等領域的需求拉動,全球半導體材料市場規模呈現波動向上的態勢。電子特氣下游三大領域齊頭并進,半導體制造伴隨AI技術發展與日俱增,顯示面板在下游消費電子逐步復蘇下穩步增長,光伏電池受行業高政策紅利拉動影響快速提升。電子特氣行業國產替代市場空間廣闊,市場規模有望保持高速增長。(zppeng)

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        我國水處理膜行業:受益于政策支持需求持續旺盛 市場規模不斷擴大

        我國水處理膜行業:受益于政策支持需求持續旺盛 市場規模不斷擴大

        膜法水處理技術在污水處理中展示出了巨大的應用潛力和優勢,能夠高效去除污染物、節約能源和資源,并適應不同規模的污水處理廠需求。我國水處理膜行業需求量從2019年的2.32億平米增長至2023年的3.84億平米。

        2024年05月29日
        光伏膠膜需求結構升級 行業快速擴產 市場競爭加劇

        光伏膠膜需求結構升級 行業快速擴產 市場競爭加劇

        近兩年國內光伏料新增供給有限,新增需求須通過海外進口滿足, 2023年EVA粒子供需緊張局面已得到緩解。2023年光伏EVA粒子需求157-162萬噸左右; 2023年國內EVA光伏料總供給(含進口)達170萬噸左右。

        2024年05月24日
        我國甲醇行業:市場存在供不應求現象 且企業競爭較為激烈

        我國甲醇行業:市場存在供不應求現象 且企業競爭較為激烈

        甲醇是一種重要的有機化工原料,可用于生產甲醛、二甲醚、醋酸等化工產品,同時也可以作為燃料和溶劑使用。在中國的化工、燃料和能源等領域,甲醇都有著廣泛的應用。隨著國內經濟的穩步增長和化工、燃料等行業的發展,甲醇市場需求將繼續保持增長態勢。2023年國內甲醇行業市場規模為2471億元。

        2024年05月20日
        我國電鍍行業市場供需規模穩步擴張 汽車與航空航天為主要需求領域

        我國電鍍行業市場供需規模穩步擴張 汽車與航空航天為主要需求領域

        近年來,隨著小型及舊式工廠倒閉、節能減排、及新環保法的實施,電鍍行業擴張速度相對放緩。數據顯示,2021年我國電鍍市場規模約為1681.6億元,2022年增至1752.7億元,同比上升4.23%,2023年增長至1822.9億元。

        2024年05月13日
        MDI行業:中國已成為全球產能最大區域 聚合MDI與純MDI是兩大主流產品

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        近年來我國MDI行業市場規模保持穩定,2019年行業市場規模為337.21億元,2020年為331.42億元,2021年達到近年最高458.17億元,之后有所回落,2022年回落至387.39億元,2023年反彈至437.09億元。

        2024年05月09日
        新應用不斷拓展下我國氣凝膠行業發展顯著加快 油氣管道是最主要應用領域

        新應用不斷拓展下我國氣凝膠行業發展顯著加快 油氣管道是最主要應用領域

        參考中國絕熱節能材料協會數據,假設2021年我國氣凝膠在存量和新建管道領域滲透率分別為0.5%、10%,預計2023和2025年,氣凝膠在油氣管道領域的需求分別為17.6、51.8萬立方,對應市場空間19.4、54.4億元,2021~2025年復合增速達71.9%。

        2024年03月13日
        國內尿素市場需求穩中有增  未來海外出口壓力較大

        國內尿素市場需求穩中有增 未來海外出口壓力較大

        2023年尿素供應持續偏高,除1月同比增速接近持平外,其他月份均為正值,且增速不斷提升,10月產量最高達到553萬噸,同比增速升至20%以上。2023年我國尿素全年產量在6104萬噸左右,同比增加8.32%。

        2024年03月04日
        我國聚乙烯供應量增加  需求端有望加快修復進程

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        聚乙烯是通用聚烯烴材料中產量最大的品種,被廣泛應用于農業、工業、包裝及日常工業中,在中國應用相當廣泛,薄膜占比最高,約消耗聚乙烯58%。另外,注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費結構中占有較大的比例,在塑料工業中占有舉足輕重的地位。

        2024年03月01日
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