2025年中國單晶硅生產制造領域的氬氣市場規(guī)模分析 [圖]

內容概要： 在單晶硅生產制造過程中，電子氣體是不可或缺的關鍵材料，它們參與晶體生長、摻雜等多個核心環(huán)節(jié)，直接影響單晶硅的純度、電學性能和結構完整性。單晶硅生產中涉及的電子氣體主要包括氬氣、氫氣、磷烷、硼烷等品類。其中氬氣是單晶硅生產中最主要的電子氣體材料。目前在我國單晶硅制造領域，90%~95%的氬氣由是通過建設氬氣回收系統(tǒng)實現供應的；5%-10%的氬氣采取液氬外購模式。2024年中國單晶硅制造行業(yè)氬氣市場規(guī)模為22.8億元，其中基于回收提純技術的單晶硅制造業(yè)用氬氣市場規(guī)模14.7億元。

關鍵詞：單晶硅生產制造過程所用電子氣體定義及分類、光伏單晶硅產量、半導體單晶硅產業(yè)規(guī)模、氬氣市場規(guī)模

一、單晶硅生產制造過程所用電子氣體定義及分類

單晶硅是整塊硅晶體中的硅原子按周期性排列的單晶體，是用高純多晶硅為原料，主要通過直拉法和區(qū)熔法制得。單晶硅是半導體器件、太陽能電池等領域的核心材料。

在單晶硅生產制造過程中，電子氣體是不可或缺的關鍵材料，它們參與晶體生長、摻雜等多個核心環(huán)節(jié)，直接影響單晶硅的純度、電學性能和結構完整性。單晶硅生產中電子氣體主要包括氬氣、氫氣、磷烷、硼烷等品類。這些氣體需滿足超高純度（99.999% 以上） 和低雜質（如水分、氧含量＜1ppm） 要求。隨著半導體行業(yè)對硅片質量要求的提升，電子氣體的純度和穩(wěn)定性控制已成為關鍵技術之一。

二、中國單晶硅制造行業(yè)發(fā)展現狀分析

根據單晶硅產品的用途，可以分為半導體單晶硅及光伏單晶硅片兩類產品。

（1）光伏單晶硅

在全球光伏市場蓬勃發(fā)展的拉動下，我國光伏行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，光伏產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)持續(xù)擴大，規(guī)模保持快速增長勢頭，我國在光伏產品制造環(huán)節(jié)也擁有明顯競爭優(yōu)勢，光伏硅片產量已連續(xù)十六年位居全球首位。隨著連續(xù)投料、金剛線切割以及 PERC 高效電池等一系列新工藝和新技術的普及和應用，單晶產品成本及效率優(yōu)勢得以充分體現，單晶加速取代多晶產品，目前單晶硅片已成為主流光伏硅片，單晶市場份額已由 2018年的45%左右快速上升至 2024 年的接近100%。

（2）半導體單晶硅

半導體單晶硅行業(yè)具有技術難度高、研發(fā)周期長、資金投入大、客戶認證周期長等特點，全球半導體硅片行業(yè)進入壁壘較高，行業(yè)集中度高。由于起步晚，受制于先進工程技術缺失、工藝技術壁壘、專利及人才缺失、配套產業(yè)薄弱等，中國大陸公司目前所占國際市場份額較小，硅片國產化率較低，存在較大的市場發(fā)展空間。中國大陸地區(qū)半導體單晶硅生產企業(yè)主要有滬硅產業(yè)、立昂微、有研硅、上海合晶、西安奕材、中欣晶圓、超硅股份、奕斯偉等。2014 年以來隨著中國各半導體制造生產線投產、中國半導體制造技術的不斷進步與中國半導體終端產品市場的飛速發(fā)展，中國大陸半導體硅片市場步入了高速發(fā)展階段。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國氬氣行業(yè)市場全景調研及投資趨勢研判報告》

三、氬氣在單晶硅領域的規(guī)模

氬氣是單晶硅生產中最主要的電子氣體材料。氬氣是一種無色、無味、單原子、不能燃燒也不能助燃的稀有氣體，因其化學性質穩(wěn)定，幾乎不與其他物質發(fā)生化學反應，這使得氬氣在眾多領域都有著不可或缺的應用。高純氬氣(純度>99.999%)是單晶硅過程中必不可少的原料。

高純氬氣在單晶硅生產過程中具有多種重要功能：一、在晶硅的熱處理過程中，高純氬氣被用作保護氣體，確保晶硅的純度，防止雜質進入，確保晶硅產品質量。二、高純氬氣在晶硅晶體生長中可扮演關鍵角色。氬氣在晶體生長過程中的流速和流動模式將影響晶體的質量。三、高純氬氣還具有優(yōu)異的熱傳導性能，可以減少熱能的散失，起到節(jié)能的作用。

隨著中國單晶硅產業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大，中國單晶硅制造行業(yè)氬氣市場規(guī)模從2020年的11.9億元，增長到2024年的22.8億元。

自2017年隆基綠能裝配第一套氬氣回收裝置起，越來越多的光伏單晶硅企業(yè)配備氬回收裝置，目前氬回收已經成為全國甚至全球光伏拉晶的一個標準工藝了。在單晶硅制造領域氬氣回收有多種商業(yè)模式，如根據回收的氬氣量或為客戶節(jié)省的氬氣采購成本收取服務費用；設備租賃每月或每年收取租金；設備銷售等模式。光伏單晶硅制造領域，反復回收氬模式的存在，使得通過回收裝置供應氬成本顯著低于外購液氬成本。2020-2024年伴隨著氬回收裝置在光伏單晶硅制造領域的滲透率提升，基于回收提純技術的單晶硅制造業(yè)用氬氣市場規(guī)模從2.2億元提升到2024年的14.7億元。

目前氬回收裝置在光伏單晶硅制造領域已經普及，2024年光伏單晶硅行業(yè)的氬回收裝置能夠回收90%~95%的氬氣，僅5%~10%的氬仍需要對外采購。半導體單晶硅生產制造領域，用氬量整體規(guī)模遠遠小于光伏單晶硅領域，單一企業(yè)年度液氬采購規(guī)模在幾百到上千萬元，目前業(yè)內企業(yè)普遍采用外購液氬的模式。一方面，光伏及半導體單晶硅生產制造領域需要外購的是高純液氬，相比一般液氬市場價格貴。另一方面，外購液氬增加了氬氣壓縮成本、液氬儲罐成本、人工成本、運輸成本，因此外購液氬單價顯著高于回收氬。盡管近年來中國光伏及半導體領域產業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，但是氬氣回收裝置在光伏領域的普及，以及2022年以來液氬價格的下降，使得光伏及半導體單晶硅領域外購液氬市場規(guī)模自2022年以來持續(xù)下降。2024年光伏及半導體單晶硅領域外購液氬市場規(guī)模為8.1億元。

四、氬氣產業(yè)整體市場規(guī)模

除單晶硅領域外，氬氣還在多晶硅、冶金、機械加工、航空航天等產業(yè)得到了廣泛的應用。作為環(huán)境氣體，氬氣用于特種金屬的冶煉，在煉鋼過程中使用氬氣可以縮短冶煉時間，提高產量，節(jié)約電能。氬氣在電弧溫度條件下的惰性使其成為鋁、不銹鋼、銅和鎂合金等高導熱性材料焊接的理想氣體，還可用作熱處理過程中的淬火氣體以及熔爐氣體，提升零件耐性和質量。氬氣廣泛應用于航空航天和飛機制造業(yè)從制造到飛行的整個過程。太空飛行作業(yè)使用氬氣凈化氫氣系統(tǒng)，地面和飛行流體系統(tǒng)將其用作增壓劑。除此之外，氬氣還用作氣象和其他觀測氣球的升力源。2024年中國氬氣市場規(guī)模為77.9億元，其中包括單晶硅制造在內的電子信息產業(yè)氬氣市場規(guī)模為34.6億元。

以上數據及信息可參考智研咨詢（www.thewallstreetmoneymachine.com）發(fā)布的《中國氬氣行業(yè)市場全景調研及投資趨勢研判報告》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。