2024年华特气体研究报告：半导体特气龙头-聚焦高端品类国产化

2024年华特气体研究报告：半导体特气龙头_聚焦高端品类国产化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。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。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%。电子气体种类繁多，对应制程环节复杂。根据林德，主流的电子气体种类就高达71种，针对不同气体品种，我们对其半导体应用制程进行详细梳理：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LinxConsulting，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。b）每平米存储、逻辑晶圆耗量根据《Lifecycleassessmentofsiliconwaferprocessingformicroelectronicchipsandsolarcells》（MarioSchmidt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。c）12寸晶圆厂每万片气体耗量根据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）。2.3.行业壁垒高企，半导体特气国产化大有可为工业气体供应模式主要包括零售与现场制气，特气产品以零售为主。工业气体供应模式与产品供应体量以及产品品类复杂度相关，大宗工业气体品类少、单一品类供应量大，通常采用现场制气模式，忽略运输半径的影响；而半导体特气等产品，因为品类多样且单一产品供应量较小，因此以零售供应为主，包括瓶装气、储槽气两种形式：现场制气：该模式下供应商在客户现场或邻近场地建设大宗气站，气站由公司拥有并负责运营，通过管道直接向客户工厂供气。同时结合周边市场需求，部分现场利用制气装置的富余产能生产气体，经液化后向周边客户零售；零售供气：该模式下供应商将自建工厂生产的气体经过液化或充装后，通过液体槽车、气体管束车或气瓶向客户运送。对于用气稳定性高的客户，还可提供现场储存、气化、调压、纯化、过滤等整体供气解决方案。合成、纯化、混配是电子特气核心工艺环节。特种气体的主要生产工序包括气体合成、气体纯化、气体混配、气瓶处理、气体充装、气体分析检测，具体来看：气体合成：将原料在特定压力、温度、催化剂等条件下，通过化学反应得到气体粗产品；气体纯化：通过精馏、吸附等方式将粗产品精制成更高纯度的产品；气体混配：将两种或两种以上有效组分气体按照特定比例混合，得到多组分均匀分布的混合气体；气瓶处理：根据载气性质及需求的不同，对气瓶内部、内壁表面及外观进行处理的过程，以保证气体存储、运输过程中产品的稳定；气体充装：通过压力差将气体充入气瓶等压力容器；气体分析检测：对气体的成分进行分析、检测。特气生产及销售壁垒高企，主要体现在技术、客户认证、客户服务、资质等方面：a）技术壁垒：半导体对气体纯度要求极高，提纯难度大。半导体行业对于气源及其供应系统有着苛刻的要求，在芯片加工过程中，微小的气体纯净度差异将导致整个产品性能的降低甚至报废。电子气体纯度要求5N，甚至6N、7N级别，还要将金属元素净化到10-9级至10-12级。特种气体在其生产过程中涉及合成、纯化、混合气配制、充装、分析检测、气瓶处理等多项工艺技术，纯度每提升一个N以及粒子、金属杂质含量浓度每降低一个数量级都将带来工艺复杂度和难度的显著提升。混配环节中，配比精度控制难度大。配比精度是混合气的核心参数，随着产品组分的增加、配制精度的上升，常要求气体供应商能够对多种ppm（10-6-10-9）级浓度的气体组分进行精细操作，其配制过程的难度与复杂程度也显著增大。生产环节以外电子特气仍有诸多技术壁垒，主要体现在气体充装、气瓶处理、气体分析检测、气体配送等方面：b）客户认证及服务壁垒：电子特气客户粘性强，认证周期长，准入壁垒高。电子特气质量对下游产业的正常生产影响巨大，例如一条8寸晶圆生产线月产5万片，若生产用的气体产品发生质量问题，将导致整条生产线产品报废，造成巨额损失。因此对大规模集成电路、新型显示面板等精密化程度非常高的下游产业客户而言，对气体供应商的选择极为审慎、严格。首先对于气体供应商的选择均需经过审厂、产品认证2轮严格的审核认证，其中光伏能源、光纤光缆领域的审核认证周期通常为0.5-1年，显示面板通常为1-2年，半导体领域的审核认证周期长达2-3年。同时，为保持气体供应稳定，客户在与气体供应商建立合作关系后不会轻易更换气体供应商，客户粘性较强，新进入者与核心下游绑定难度极大。客户服务依靠企业不断的经验积累，属于高know-how环节。由于下游客户对气体产品品类需求丰富，因此倾向于气体供应商能够销售多类别产品，并且提供包装容器处理、检测、维修及供气系统的设计、安装等专业化的配套服务，从而满足其一站式的用气需求，达到成本控制、仓储管理优化的作用。同时由于特气具有多品种、小批量、高频次的特点，对供应商的配送能力以及成本控制能力提出了较高的要求。而形成一站式的气体应用解决方案提供能力和高效、合理的物流配送服务需要企业通过深耕不断积累经验，属于高know-how环节。c）资质壁垒：工业气体属于危险化学品，在其生产、储存、运输、销售等环节均需通过严格的资质认证，包括《安全生产许可证》、《危险化学品经营许可证》、《道路运输经营许可证》、《移动式压力容器充装许可证》等。资质审核过程严格，不仅需对企业的生产环境、工艺、设备等进行多次现场评估，还要求生产人员、管理人员均需通过相应测试并取得个人资质，资质获取作为工业气体行业生产经营的前置程序，严格的资质审核对行业新进入者形成了较高的资质壁垒。电子气体全球寡头垄断格局，核心厂商与工业气体基本吻合。全球电子特气四大供应商为空气化工、林德、法液空、大阳日酸，2021年全球市场份额分别为25%、25%、23%、18%，CR4达91%；占国内市场份额分别为25%、23%、22%、16%，CR4达86%。根据亿渡数据，2020年中国工业气体前三大厂商分别为林德、液化空气、空气化工，对应份额22%、21%、10%，电子气体全球头部企业与工业气体环节基本吻合。形成如此竞争格局的主要原因包括电子气体行业格局极度集中，同时头部企业凭借强大的合成、提纯、混配能力不断扩充特种气体产品品类，依托客户粘性优势形成卡位。国内厂商加速布局，覆盖半导体特气各大核心品类。我国布局半导体特气的厂商包括中船特气、华特气体、广钢气体、金宏气体、昊华科技等诸多厂商，技术能力囊括大单品三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、硅烷，以及其他氟碳类、掺杂气、光刻气等环节，基本实现主流品种的全覆盖。目前我国三氟化氮、六氟化钨两大核心特气已实现国产化，同时六氟丁二烯、乙硅烷、锗烷等兼具高附加值与市场规模的品种，国内厂商也在不断突破中。电子大宗气方面，以广钢气体为首的厂商也在不断突破海外封锁，抢占林德、法液空等外企份额。受益于国内晶圆厂扩产以及行业景气度复苏，预计未来半导体电子气体国产化率将持续提升。3.以半导体特气为核心，打造一站式气体供应商3.1.布局高附加值单品，领跑半导体特气国产化特气国产化领军者，打造以特气为核心的一站式气体综合应用解决方案商。公司致力于特种气体国产化，并率先打破极大规模集成电路、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。公司主营业务以特种气体的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，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。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包括高纯四氟化碳、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。3.1.1.存量产品结构：各品类特气销量及销售额梳理。排除部分产品特定年份需求/价格波动，公司5大核心特气品种销量、销售额呈稳定增长趋势，具体来看：氟碳类：公司氟碳类产品主要包括高纯六氟乙烷、四氟化碳、三氟甲烷、八氟环丁烷、八氟丙烷、一氟甲烷、二氟甲烷等，2023年实现销量1277吨，销售额2.14亿元。受益于高附加值产品品类的持续扩充，以及下游半导体客户的导入，公司氟碳类特气增长稳定；氢化物：公司氢化物产品主要包括硅烷、乙硅烷、锗烷、高纯氢气、高纯氨气等，其中乙硅烷、锗烷价值量较高，公司已实现下游核心半导体客户的导入。2023年公司氢化物销量2619吨，销售额2.43亿元，板块历史增长稳定；光刻及混合气：光刻及混合气是公司拳头产品，产品涵盖Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne等多种混配组合，并获得荷兰ASML和日本GIGAPHOTON供应头部半导体企业认证。2022年受全球地缘政治等因素影响，稀有气体供给收紧，价格大幅上涨，公司实现板块销售额5.98亿元，同比大幅提升196%。2023年随着海外供给恢复以及国内产能的提升，稀有气体价格回归常态。公司2023年实现光刻及混合气销量2961吨，销售额2.53亿元，仍高于2021年涨价前销量及销售额水平；氮氧化合物：公司氮氧化合物包括高纯一氧化氮、氧化亚氮等，下游涵盖半导体以及食品行业。2021年公司氮氧化合物销量5559吨，同比大幅增长93.4%，主要系下游消费类领域需求增长所致（主要为食品级氧化亚氮），2022年销量下滑为消费类气体需求疲软所致。2023年公司氮氧化合物销量3365吨，销售额1.07亿元；碳氧化合物：公司碳氧化合物主要包括高纯二氧化碳、一氧化碳，应用于半导体刻蚀、清洗环节。2023年实现销量4515吨，销售额0.99亿元。产品结构持续高端化，氢化物、氟碳类吨价提升，毛利率稳中有升。复盘2019-2023年，吨价值量方面：公司氟碳类特气、氢化物吨价持续提升，2023年分别为16.7、9.3万/吨，是吨价最高的特气品种；碳氧化合物、氮氧化合物吨价维持稳定；光刻气及混合气排除2022年周期波动，价格仍呈现增长趋势。毛利率方面：公司5大特气产品总体稳中有升，其中碳氧化合物是利润率最高材料；高纯一氧化碳、二氧化碳均实现进口替代，并成功向长存、中芯国际等厂商规模化供应。2023年氮氧化合物、氢化物、氟碳类、碳氧化合物、光刻气毛利率分别为35%/24%/30%/55%/41%，同比分别+7.36/+1.87/-0.74/+1.22/+12.61pct。传统氟碳类产品中，六氟乙烷、四氟化碳、八氟环丁烷、三氟甲烷销售额较高，截至招股书2019H1财报季，四种产品占公司特气收入比重分别为5.4%、3.4%、2.0%、1.1%；碳氧化合物中，一氧化碳、二氧化碳销售额占比均为2.3%。3.1.2.高附加值新品布局：a）六氟丁二烯含氟气体是最核心的电子特气品种，占全球电子气体总体量约30%（根据电子技术应用）。含氟电子特气主要用于芯片制造过程中的刻蚀和清洁工段：刻蚀：刻蚀过程顺位于芯片制造的镀膜和光刻之后，含氟气体在射频（RF）作用下形成丰富的等离子体，可与晶圆表面上特定材质发生化学反应，形成挥发性物质，从而实现刻蚀并在表面制成器件图案；清洁：清洁过程涉及芯片制造的每道工序，清洁气体在不破坏材料表面特性及电特性的前提下，与在反应室或晶圆表面积聚的含硅、含碳污染物反应，达到清洁目的。传统含氟特气温室效应高、刻蚀性能上限底，面临替代。传统含氟特气包括三氟化氮、六氟化硫、四氟甲烷、六氟乙烷、八氟丙烷等，传统含氟特气具有诸多性能缺陷，主要包括：1）温室效应高：传统含氟电子特气的GWP高、大气寿命长，在《京都议定书》和《基加利协议》框架内面临逐步减量甚至禁用的趋势；2）刻蚀线路宽：氟碳物质的量比（简称氟碳比）是影响刻蚀速率和品质的重要因素。现常用的刻蚀气体CF4、C2F6、C3F8的氟碳比较高，依次为4、3、8/3，会引起刻蚀速率过快，难以控制刻蚀的深宽比，从而导致刻蚀线路太宽；3）易生成有害物质：刻蚀过程中，在反应腔体和管路内易产生含硅、含碳的固体有害杂质，影响芯片品质，需及时除去；4）纯度较低：含氟气体中往往含有难除去的有机杂质及少量的酸和水分，易与反应容器、管道及包装材料反应而带入过多的金属离子，可严重降低芯片良率。六氟丁二烯是最主流的新型含氟特气，具有高选择性、精确性、各向异性，同时GWP值几乎为0。六氟丁二烯（C4F6）的活性自由基较小，刻蚀活性较低，强度适中，刻蚀孔径几乎可以垂直，具有优异的各向异性。这使得六氟丁二烯可应用于高深宽比工艺过程中，刻蚀宽度可达0.13μm，而大多数蚀刻气体的线宽仅可达到0.18μm。此外六氟丁二烯具有较好的选择性，以Si3N4介质为例，其选择比可达30：1。同时六氟丁二烯的GWP值仅为0.004，是一种绿色环保气体。六氟丁二烯是全球第三大特气品种，应用于3DNAND刻蚀环节。六氟丁二烯可取代传统四氟化碳，用于KrF激光刻蚀半导体制程，典型应用为3DNAND刻蚀。在3DNAND层数持续提升趋势下，六氟丁二烯用量持续提升。2021年全球六氟丁二烯市场规模3.1亿美元，消耗量900吨，是第三大电子特气品种，市场规模占比约7%。根据富士经济、金宏气体，2024年全球六氟丁二烯市场规模将达4.8亿美元，2028年全球六氟丁二烯消耗量达3571吨，达到2021年的4倍。六氟丁二烯空间广阔，公司积极布局相关产线。六氟丁二烯工艺壁垒高，过去核心技术主要掌握在俄罗斯、日本、韩国等海外少数企业手中，海外厂商包括昭和电工、厚成化工、默克集团、林德气体、液化空气等。六氟丁二烯终端售价高，根据广钢气体，2023年电子级六氟丁二烯价格高达221.2万/吨，作为核心半导体特气品类诉求强。目前国内华特气体、中化蓝天、中船特气、广钢气体、南大光电等企业加速布局六氟丁二烯。公司积极布局六氟丁二烯，建立4N六氟丁二烯合成纯化生产线，截至2023年报季，六氟丁二烯的合成与纯化研制项目处于小试阶段。b）乙硅烷乙硅烷是继硅烷后的第二大硅类半导体气体，适用于先进制程。乙硅烷（Si2H6）相较传统甲硅烷具有更高薄膜的致密度，可大幅提升及改善沉积薄膜的平滑性、连续性，同时具有良好的掺杂兼容性以及低沉积温度，可提高约10倍的成膜速率，大幅优化生产效率。随着14nm、7nm先进制程的快速崛起，乙硅烷正持续替代传统硅烷。根据QYResearch，2021年全球乙硅烷市场规模约1.98亿美元，预计2028年达4.53亿美元，复合增速12.4%。乙硅烷价值量极高，主要被外企垄断。乙硅烷技术壁垒、认证壁垒极高，主要被日本和美国企业所垄断，核心厂商包括三井化学、液化空气集团、SKMaterials、Matheson、RECSilicon等，其中三井化学和液化空气集团是两大核心供应商，2021年合计份额高达55%。根据2021年公司投资者问答，乙硅烷售价高达2500-3000万/吨，价值量极高。公司布局15吨乙硅烷产能（根据乙硅烷吨价计算，对应产值达3.8-4.5亿元），截至2023年报，公司4N8乙硅烷项目已处于量产线建设当中，乙硅烷扩建项目建设进度达97.94%，产品放量可期。c）锗烷锗烷即氢化锗（GeH4），具有载流子迁移率高、能带宽度随Ge的组分变化而连续可调等性能优势，在微电子和光电子方面有重大的应用价值，是国家战略性新兴产业的关键材料。锗烷在半导体制程中主要充当锗源，应用在薄膜沉积、掺杂、纳米结构生长等环节：薄膜沉积：通过化学气相沉积（CVD），将锗烷GeH4气体在硅基片上分解沉积，以生长纯度高、均匀的SiGe（硅锗）薄膜层；掺杂：锗烷GeH4可以作为锗的掺杂源，在半导体材料中引入锗原子，以调节半导体的电学性质。例如可以通过掺杂锗烷GeH4来改变硅材料的电导率、载流子浓度等，从而实现器件性能的调控；纳米结构生长：在某些特殊情况下，锗烷GeH4还可以用于生长纳米结构或纳米线，用于研究或制造纳米电子器件。锗烷价值量高，半导体级产品进口依存度高。根据公司招股书，2019年锗烷吨价高达2700万，价值量极高。竞争格局方面，法国液化空气集团于2013年收购美国Voltaix公司，成为全球最大的锗烷供应商。国内半导体级别锗烷几乎完全依靠进口，诉求强。公司布局锗烷产能10吨，目前已通过韩国最大存储器企业的5纳米制程工艺产线的认证并产生订单。3.2.打通海外直销，夯实客户资源优势公司实现对国内8寸以上集成电路制造厂商超90%覆盖率。经过长期的产品研发和认证，公司解决了长江存储、中芯国际、华虹宏力、华润微电子、士兰微、英诺赛科、合肥长鑫、HW、HS、福建晋华等客户多种气体材料的进口制约，并进入了英特尔（Intel，美国）、格芯（GlobalFoundries,美国）、美光科技（Micron，美国）、德州仪器（TI，美国）、台积电（TSMC，中国台湾）、SK海力士（SKHynix，韩国）、英飞凌（INFINEON，德国）、三星（SAMSUNG,韩国）、铠侠（KOXIA,日本）等全球领先的半导体企业供应链体系，产品出口到全球50多个国家和地区，是全球知名半导体厂的重要战略供应商。收购新加坡AIG，助推海外终端客户直销合作。公司建立了“境内+境外”的全球销售网络，收购亚洲工业气体有限公司（AsiaIndustrialGasesPteLtd,AIG），形成海外仓储、物流和技术服务能力。收购AIG前，公司不具备海外仓储、物流、服务能力，境外业务模式主要为委托国外客户指定的国际专业气体公司，并由后者销往最终国外客户。公司海外销售比例及客户层次在国内气体公司中居于前列，收购AIG使得公司建立起完善的海外销售体系，省去中间商环节，海外终端客户逐渐转为公司直销。长江存储为第一大客户，国内存储扩产打开成长空间。2022年长江存储销售额高达2.54亿元，为公司第一大客户，占当年销售额14.1%，前四大国内晶圆厂还包括了中芯国际、华润微、华虹宏力。2023年受存储周期下行影响，公司第一大客户销售额下降至0.98亿元，前五大客户销售额占比由2022年的31.9%下降至19.9%。站在当下，随着生产技术的不断进步以及国家产业政策/大基金的持续扶持，2024年国内存储厂商进入产能扩张周期（包括长鑫二期、长存二期项目等）。根据DigiTimes报道，长鑫存储位于合肥的新工厂正在持续扩产中。即将进行的二期扩建将在2024年底前完成，每月增加40000片晶圆，让长鑫存储的DRAM总产能达到全球规模的10%。同时2024年3月29日，美国进一步加强对华出口限制，半导体材料自主可控重要性进一步增强。公司作为国内头部晶圆厂核心供应商，有望充分受益。3.3.研发驱动成长，先进制程打开成长空间研发驱动成长，12寸晶圆厂覆盖率行业领先，导入5nm先进制程工艺。研发投入：2023年公司研发投入5043万元，研发费用率3.4%；专利布局：2023年公司累计取得213项专利，其中32项发明专利、178项实用新型专利，同比去年新增发明专利11项、实用新型专利36项；研发人员：2023年公司研发人员166人，占公司总人数比例达14%。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。发力于先进制程特气单品，打开长期成长空间。截至2023年报季，公司在研项目合计57项，其中高附加值半导体刻蚀类气体占主要比例。根据2023年报，我们选取公司半导体相关在研项目共24向，其中囊括了硅基前驱体、锗烷、六氟丁二烯、溴化氢、乙硅烷等高附加值产品，例如锗烷单价高达2700万/吨（根据公司公告，2019年数据）。随着高端产品的逐步放量，研发型半导体特气平台优势将持续凸显。3.4.多基地产线布局，高端品类持续