中國含氟電子特種氣體行業(yè)產(chǎn)能分布及需求預(yù)測：預(yù)計2021年中國三氟化氮需求將達到近1.6萬噸[圖]

    電子特種氣體（簡稱電子特氣），是指用于半導(dǎo)體、平板顯示及其它電子產(chǎn)品生產(chǎn)的特種氣體。在整個半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)過程中，從芯片生長到最后器件的封裝，幾乎每一個環(huán)節(jié)都離不開電子特氣，而且所用氣體的品種多、質(zhì)量要求高，所以電子氣體又有半導(dǎo)體材料的“糧食”之稱。雖然電子特氣成本僅占IC材料總成本的5～6%，但在很大程度上決定了最終產(chǎn)品性能的好壞，因此電子特氣的質(zhì)量高低成為制約電子行業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著半導(dǎo)體和平板顯示產(chǎn)業(yè)向中國大陸轉(zhuǎn)移的加速，預(yù)計電子特氣行業(yè)將迎來國產(chǎn)替代的歷史性機遇。

電子特氣種類匯總

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    全球范圍來看，隨著全球半導(dǎo)體市場規(guī)模在2018年的高增長，全球集成電路用電子氣體的市場規(guī)模達到45.1億美元，市場規(guī)模較上年同比增加了15.9%，但從整體來看，2013-2018年的平均增速稍低，僅為6.3%。國內(nèi)范圍來看，2018年，我國電子氣體市場規(guī)模達到了121.6億元，較上年同比增加了11.2%，2013-2018年的增速達13.3%。

中國電子特氣市場規(guī)模及增速

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    目前電子氣體的本土化率較低，國產(chǎn)化市場空間較大。半導(dǎo)體制程過程中用到的83種電子氣體，其中有35%已經(jīng)實現(xiàn)本土化，還有35%正在本土化，30%還未進行本土化。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)用的7種大宗氣體仍被國外公司壟斷。

2020-2024年中國特種氣體市場發(fā)展預(yù)期（億元）

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    目前全球電子氣體市場中含氟系列電子氣體約占其總量的30%左右，含氟電子氣體是電子信息材料領(lǐng)域特種電子氣體的重要組成部分，主要用作清洗劑、蝕刻劑，也可用于摻雜劑、成膜材料等。典型的傳統(tǒng)含氟電子氣體包括CF4、C2F6、C3F8、C4F8、C4F6、CHF3、SF6、NF3等，由于傳統(tǒng)含氟氣體大氣壽命和GWP較高，對臭氧層破壞較大，在《京都議定書》框架內(nèi)面臨逐步減量甚至禁用，開發(fā)新型、安全、環(huán)保的含氟電子氣體已成為近年來國內(nèi)外研究和產(chǎn)業(yè)化熱點，目前新型低GWP含氟氣體主要包括COF2、ClF3、F2等。

傳統(tǒng)及新型含氟電子氣體溫室效應(yīng)

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    （1）四氟化碳

    四氟化碳是用量最大的等離子刻蝕氣體。四氟化碳（CF4）又稱四氟甲烷，具有較好的溶氧性，其高純氣及其配高純氧氣的混合氣是目前微電子工業(yè)中用量最大的等離子蝕刻氣體，廣泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及鎢等薄膜材料的蝕刻，在電子器件表面清洗、太陽能電池的生產(chǎn)、激光技術(shù)、低溫制冷、氣體絕緣、泄漏檢測劑、控制宇宙火箭姿態(tài)、印刷電路生產(chǎn)中的去污劑、潤滑劑及制動液等方面也有大量應(yīng)用。
如果OLED新工藝得到突破，四氟化碳的需求將會顯著增加，2021年大陸四氟化碳需求量將超過3000噸，2025年有望超過8000噸。目前我國半導(dǎo)體工廠的四氟化碳50%來自于日本，國內(nèi)四氟化碳主要生產(chǎn)廠家包括科美特，華特氣體等。

國內(nèi)四氟化碳產(chǎn)能（含擬在建）

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    （2）六氟化硫

    電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑。六氟化硫廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)領(lǐng)域，用作電腦芯片、液晶屏等大型集成電路制造中的等離子刻蝕及清洗劑。六氟化硫低溫下較易等離子化，含氟原子較多，反應(yīng)性強，用于預(yù)蝕刻步驟中以除去單晶硅上的氧化層。在平板顯示領(lǐng)域，作為清洗劑（等離子源），六氟化硫可用于去除玻璃基板上的沉積層（包括半導(dǎo)體層和氮化硅層）和清洗蝕刻工藝之后的反應(yīng)腔。由于六氟化硫在鎢的回刻方面有獨特的優(yōu)勢，雖然蝕刻速度低于四氟化碳，但在集成電路中仍有一定份額。
    隨下游半導(dǎo)體、電子器件等市場的快速發(fā)展，我國電子特氣市場規(guī)模不斷增大，特種含氟電子氣體也取得了長足發(fā)展。電子級六氟化硫的主要生產(chǎn)企業(yè)均集中在中國，包括科美特、福建德爾、山東飛源和黎明院4家公司。

    （3）三氟化氮

    三氟化氮是優(yōu)良的蝕刻劑和清洗劑。在電子工業(yè)中,三氟化氮被廣泛應(yīng)用于集成電路、液晶顯示器、太陽能薄膜和面板電池等的蝕刻和清洗。對于硅和鎢化合物，高純?nèi)哂袃?yōu)異的蝕刻速率和選擇性，蝕刻時在蝕刻物表面不留任何殘留物，比用碳氟化合物等離子體蝕刻沉積在硅表面的聚合物更少。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國電子特氣行業(yè)市場供需態(tài)勢及投資商機預(yù)測報告》數(shù)據(jù)顯示：2018年全球三氟化氮市場用量達到2.83萬噸，預(yù)計到2021年全球三氟化氮市場需求量在4萬噸左右。2018年中國大陸三氟化氮市場用量為7405噸，隨著半導(dǎo)體、顯示面板行業(yè)生產(chǎn)及消費重心逐漸向中國大陸轉(zhuǎn)移，加上生產(chǎn)三氟化氮的主要原料均由國內(nèi)供給，兩頭在內(nèi)的供應(yīng)鏈格局決定了三氟化氮生產(chǎn)應(yīng)用向國內(nèi)轉(zhuǎn)移是大勢所趨，預(yù)計2021年國內(nèi)三氟化氮需求將達到近1.6萬噸，占全球約40%，2018-2021年CAGR約28.7%。

2018-2021年全球三氟化氮需求（噸，%）

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2015-2021年中國三氟化氮需求（噸，%）

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    （4）八氟環(huán)丁烷

    八氟環(huán)丁烷化學性能穩(wěn)定、無毒無害、溫室效應(yīng)潛能（GWP）值低、消耗臭氧指數(shù)（ODP）值為零，是一種綠色環(huán)保型特種氣體。八氟環(huán)丁烷的應(yīng)用范圍非常廣泛，近年來被大量用作制冷劑代替禁用的氯氟烴類化合物，此外也常用于氣體絕緣介質(zhì)、溶劑、噴霧劑、發(fā)泡劑、大規(guī)模電路蝕刻劑、熱泵工作流體以及生產(chǎn)C2F4和C3F6單體的原料等。高純八氟環(huán)丁烷（5N以上）用于超大規(guī)模集成電路蝕刻劑和清洗劑。針對八氟環(huán)丁烷的制備和純化，國外研究起步較早，如美國杜邦公司、日本大金工業(yè)株式會社、日本昭和電工株式會社、日本旭硝子公司、俄羅斯基洛夫工廠等均已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。近年來隨著我國化學、電子等工業(yè)的迅速發(fā)展，八氟環(huán)丁烷的需求量逐年上升，其制備及純化工藝研究受到了更多的關(guān)注，應(yīng)用前景十分廣闊。

國內(nèi)C4F8產(chǎn)能情況

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