电子特种气体，简称电子特气，是指应用于电子行业的气体，是工业气体中附加值比较高的特殊用途气体。电子特气主要用于集成电路、显示面板、LED、光伏电池领域，其质量直接影响电子器件的成品率和性能。根据前瞻产业研究院数据显示，从全球来看，电子特种气体应用于集成电路行业的需求占市场总需求的71%，应用于显示面板行业的需求占市场总需求的18%；从我国来看，电子特种气体应用于集成电路行业的需求占市场总需求的42%，应用于显示面板行业的需求占市场总需求的37%。
电子特气下游需求
资料来源：前瞻产业研究院
在集成电路领域，电子特气是晶圆制造的关键耗材，在半导体制造材料中的成本占比约14%，仅次于硅片，对半导体产品性能至关重要。电子特气贯穿晶圆加工的制备外延片、清洗、沉积和氧化成膜、光刻、刻蚀、掺杂各环节，有着芯片加工之“粮食”的称号。目前半导体行业各个环节使用的特种气体有114种，常用的有44种，主要包含有三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、氨气等，一般采用液态与瓶装气体生产模式。
2022年晶圆制造材料结构市场占比
资料来源：SEMI、观研天下
电子特气广泛应用于清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂等半导体制造工序。
各工艺电子特气数量
资料来源：ICMtia
清洗是指用化学或物理方法对芯片加工过程及CVD反应腔室中附着的杂质、残留物等进行清理，是芯片制造中步骤最多的工艺，主要的清洗气体包括三氟化氮等。
成膜是指原料气或蒸汽通过气相反应沉积出一层金属或者氧化物亦或氮化物的过程，主要的成膜气体包含有六氟化钨、硅烷、笑气、氨气等。刻蚀气体用于有选择地从硅片表面去除不需要的光阻或者光刻胶，其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。刻蚀气体主要为氟碳类气体，如一氟甲烷，二氟甲烷或者三氟甲烷等，除此外，卤素类气体也用于刻蚀过程，如氯化氢、溴化氢与氯气等。
光刻过程中，需要充入混合气，在受到高压激发后，混合气会形成等离子体，在其过程中产生的固定波长的光线在经过聚合、滤波等过程后形成光刻机光源，主要的混合气有氩/氟/氖混合气、氪/氖混合气、氩/氖混合气、氩/氙/氖混合气等。在半导体器件和集成电路制造中，通过将掺杂气体掺入半导体材料内以使其具有所需要的导电类型和一定的电阻率，主要掺杂气体包括砷烷、磷烷、硼烷、三氟化硼等。
ICMtia数据显示，成膜、清洗+刻蚀是集成电路制造中使用电子特气规模最大的两个环节，2021年国内市场规模分别为12.9、17.9亿元。
电子特气产品分类
资料来源：中船特气招股说明书
从单品类特种气体市场规模来看，根据Linx Consulting数据，2021年全球电子特种气体市场规模为44.23亿美元，三氟化氮、六氟化钨与六氟丁二烯为电子特气使用量最大的三种气体，市场规模分别为8.80、3.35与3.11亿美元，前十气体市场规模占比为58%，主要应用于成膜、清洗与刻蚀环节。从工艺环节用特种气体市场规模来看，ICMtia数据显示，成膜、清洗+刻蚀是集成电路制造中使用电子特气规模最大的两个环节，2021年国内市场规模分别为12.9、17.9亿元。
电子特气各品类市场规模
电子特气的质量衡量指标主要为纯度和配比精度。纯度是电子特种气体重要指标之一，直接影响芯片的良品率和可靠性。通常情况下，气体纯度用百分数表示，如99.99%（4N）、99.999%（5N）、99.9995%（5N5）等。随着集成电路制造工艺的迭代升级，线宽越来越窄，晶体管密度越来越高，对电子特气的纯度、稳定性等指标的要求也越来越高，部分气体纯度需要达到6N及以上。
电子特气产品纯度等级
特种气体具有较高的技术壁垒、客户认证壁垒、营销网络与服务壁垒和资质壁垒。电子特种气体种类较多，不同类产品的合成、纯化等工艺技术可能存在较大差异，且工艺路线长、过程复杂；同时，电子特种气体对产品纯度、产品指标的稳定性和一致性要求极高，需要对生产过程中各类杂质含量进行精准有效的控制，工艺难度较大。下游厂商对气体产品的质量和供应稳定性有极高的要求，对于原材料和供应商的认证和选择非常严格，因此在向客户推广时面临较高的准入壁垒，需要较长时间的审核认证周期。
电子特气市场集中度高，当前全球和中国电子特气市场主要被林德集团、液化空气、空气化工和日本酸素等公司占据。2020年全球电子特气市场中，林德占比20.2%、液化空气占比15.5%、空气化工占比6.6%、大阳日酸占比5.5%；2020年中国电子特气市场中，空气化工、林德、液化空气、大阳日酸占比分别为25%、23%、22%、16%。国内企业起步较晚，但近年来已在部分气体产品中取得突破，技术实力不断提升，竞争力不断增强。
据中国工业气体工业协会统计，我国仅能生产约20%的集成电路生产用电子特气品种，目前国内厂商攻克了成膜、光刻、刻蚀、清洗与离子注入等步骤的部分难点，其余均依赖进口，进口电子气体价格昂贵、运输不便，使得电子特气国产替代需求强烈、空间广阔。
我国仅能生产20%品种的集成电路生产用的电子特气
资料来源：中船特气招股说明书，浙商证券研究所
经过多年的研发生产，目前部分电子特气已经逐渐实现国产化，国内企业进入者增多，主要可分为三类：1）以华特气体、金宏气体为代表的气体公司，主营业务以工业气体为主，该类公司气体产品种类较多，逐步覆盖电子气体部分品种；2）以中船特气、昊华科技等为代表的专业特气公司，立足于电子特气主营业务，经过多年的技术积累，部分品类已形成了独特的竞争力，发展潜力大；3）以雅克科技、南大光电为代表的电子材料平台型公司，通过并购以及自主研发方式实现光刻胶、电子特气等产品的多维布局。
已实现国产替代的特种气体产品
资料来源：公司招股书、各公司公告、观研天下
中国电子特气行业周期性并不显著，从光伏行业爆发带来电子特气的第一次迅速发展到后续LED、显示面板以及集成电路行业的相继接力，2009年至今行业发展大致可分为四个阶段。
资料来源：未来智库
2009-2011年，随着光伏组件价格下降、光伏电站收益率上升，光伏装机需求显著上升。2009-2011年中国光伏发电新增装机容量由0.2GW增长至2.1GW，年复合增速为259%，光伏装机需求的爆发式增长带来了电子特气市场的第一次发展。
2012-2014年，光伏行业走弱，LED接力，2010年以来LED产业链产能扩张与其替代白炽灯给LED打开广阔市场空间，2012年-2014年LED市场规模由1920亿元增长至3507亿元，年复合增速35%，高于“十二五”规划增速26%。LED市场的高速增长承接了2012年欧美双反所带来的光伏行业下滑对电子特气市场的影响，电子特气市场实现稳定增长。
2015-2018年，显示面板行业量价回升维持电子特气行业10%以上增长。中国TV品牌崛起提升了对大尺寸面板的需求，随着国内面板厂商京东方与华星光电开展大尺寸面板产能扩张，以及中国台湾地震影响群创等公司产能，面板价格迅速上升，量价齐升带来显示面板市场迅速回温，电子特气市场稳定增长。
2019-2022年，集成电路行业高速发展，电子特气增长提速。随着大数据、云平台、工业物联网的快速发展与5G应用的到来，芯片市场需求强劲，先进工艺和成熟工艺快速成长，2019-2021年中国集成电路市场复合增速为19%，集成电路行业的高速发展维持了电子特气的稳定增长。
近年来全球电子特气市场规模逐年增长，据TECHCET，预计到2025年全球电子特气市场规模将达到60.23亿美元，CAGR为7.3%。我国正积极承接全球第三次半导体产业转移，下游市场对电子特种气体的需求快速提升，据SEMI，2022年中国电子特气市场规模约为220.8亿元，同比增长12.77%，未来几年，由于先进逻辑制程及存储技术需求增加、显示市场持续增长、“碳中和”及“碳达峰”对光伏需求的增加，预计电子特气市场需求将持续保持高速增长。
