文｜耿鹏智

电子气体为洁净室内长续高价值品类，不可忽视的半导体制造耗材。现场制气多为大宗气、资产偏重，电子特气多为零售供气、技术壁垒高。国产替代、制程迭代、扩产提速三大驱动力推动国内气体行业景气度向上。

摘 要

产业链：电子气体为洁净室内长续高价值品类，不可忽视的半导体制造耗材。环节看：其上游包括矿产资源、空气和天然气，下游看，中国电子特气需求结构中，集成电路/显示面板/光伏/LED占比42%/37%/13%/8%，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、氢气、氩气、二氧化碳，其中氮气占电子大宗气体用量90%以上，在制造流程中承担环境气、保护气、清洁气、载运气等多重功能；电子特种气体品类高度分散，半导体生产涉及特气超过100种，广泛覆盖刻蚀、清洗、成膜、光刻、掺杂、沉积等核心工艺，其中三氟化氮/硅烷/六氟化钨用量占比28%/19%/17%。地位看：电子气体具备显著“卡脖子”属性：（1）半导体持续生产情境下供应连续不可中断，难以通过库存缓冲；（2）纯净度直接影响半导体晶圆制造良率。（3）具有耗材属性，电子气体是半导体制造中的重要材料，约占晶圆制造成本的13%。

商业模式：现场制气多为大宗气、资产偏重，电子特气多为零售供气、技术壁垒高。（1）生产模式决定成本与壁垒：空气分离：代表气体品种包括氮、氧、氩等大宗气体，主要成本是电力、设备折旧，壁垒核心主要在于超高纯度、检测技术以及不间断供应。化学合成：代表气体品种包括三氟化氮、六氟化钨等特种气体，核心成本为原材料与复杂技术工艺设备折旧，技术壁垒体现在合成、纯化、痕量分析、包装物/气瓶处理等相关环节。除两大路径外，部分电子气体企业将工业级原料、粗产品或废气后提纯售卖，赚取纯度溢价，代表品种为氦。（2）日常用量与生产路径决定销售模式：现场制气模式：通常面向大型半导体、面板或光伏制造企业，供应商需在客户厂区内或邻近区域自建制气装置，通过管道直接将气体输送至生产车间，为重资产模式；该模式下气体生产企业通常与业主签订10-15年长期服务合同，贡献稳定现金流和盈利。零售供气模式：主要服务于中小型客户或用气量波动较大的应用场景，如电子特气。采用槽车运输、钢瓶分装或液体储罐等方式，将液态或气态产品配送至客户现场，该模式资产较轻，对物流配送体系的管理能力要求较高。

驱动力&市场空间：国产替代、制程迭代、扩产提速三大驱动力推动国内气体行业景气度向上。驱动力1：国内企业渗透率提升。我国电子特气国产化率已由2018年的9%提升至2020年的14%，2025年有望提升至25%，截至2025年前后，国内企业覆盖不足30%的集成电路制造用电子特气品种。政策加持下国内企业加速扩产、加大新品研发力度，国产化率有望持续提升。截至2025年，中船特气实现国产化量产的电子特气产品品类已扩展至73种。华特气体则已实现50余种电子特气产品的进口替代，对国内12英寸晶圆制造客户覆盖率超过85%。驱动力2：制程持续迭代带动气体消耗量非线性增长。65/14/7/5nm制程的刻蚀步骤分别为20/64/140/160次，NAND堆叠层数从32层推进至128层的过程中，仅台阶刻蚀次数便从4次激增至16次。刻蚀步骤的增加带动了清洗、尾气处理、工艺腔体维护等相关环节电子气体的用量抬升。驱动力3：我国晶圆厂建设提速、等效晶圆产能持续提升。两存扩产如火如荼、先进制程不断突破，国内晶圆厂扩产加速。根据ForSilicon Research，2030年预计国内晶圆月产能达1480万片，较2025年实际开出产能增长104%。我们预计2030年国内电子气体市场空间为706亿元。

风险提示

下游景气度不及预期、产能过剩风险、地缘政治风险。

正 文

一、产业链：电子气体为洁净室内长续高价值品类，不可忽视的半导体制造耗材

（一）产业链环节：半导体制造关键性基础材料，种类繁多、应用广泛

电子气体是指应用于电子半导体生产环节，对纯度、杂质含量、稳定性及供应方式均提出严苛要求的一类工业气体，按应用形态，进一步细分为电子大宗气体与电子特种气体两大类别。电子大宗气体主要包括氮气、氦气、氧气、氢气、氩气、二氧化碳六大品种，在制造流程中承担环境气、保护气、清洁气、载运气及工艺辅助等多重功能；电子特种气体品类高度分散，其中半导体环节涉及的特气超过100种，常用品种有44种，广泛覆盖刻蚀、清洗、成膜、光刻、掺杂、沉积等核心工艺。

从下游需求看，集成电路是电子特气下游第一大应用市场。中国电子特气需求结构中，集成电路占比42%，显示面板占比37%，光伏占比13%，LED占比8%；全球范围内，约71%的电子特气应用于集成电路，显示面板占比约18%。中长期看，集成电路在我国电子气体行业下游需求中比重有望持续提升，电子气体景气周期与半导体资本开支周期、晶圆产能扩张节奏、制程升级路径、存储技术迭代方向、国产替代进程高度同步，而非传统意义上由一般化工品景气波动所主导。

电子大宗气体需求主要集中在氦气，电子特气需求集中在三氟化氮、硅烷、六氟化钨。（1）应用比例：液晶面板领域更多使用电子大宗气体，LED、光伏领域更多使用电子特气；（2）电子大宗气体用量：氮气用量占比90%以上，其他品种用量较少；（3）电子特种气体市场规模：电子特气种类较多、各品种用量占比较平均，三氟化氮占比28.4%，用量最大。

（二）产业链地位：不可或缺的关键材料，耗材属性、业务长续

不可或缺：电子气体是半导体、显示面板等战略性产业不可或缺的关键基础材料，电子特种气体应用于光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等核心制造工序，对于纯度、稳定性、包装容器等要求极高。电子特气的生产流程涉及合成、纯化、分析检测、充装等一系列复杂工艺，技术门槛高。电子大宗气体广泛应用于环境气保护、吹扫置换、冷却控温、压力驱动等关键工序环节，对于纯度等级、供应稳定性等具有极高的要求。电子大宗气体的生产涉及空气分离、纯化精制、在线分析检测、管网输送等成套工艺技术，具有较高的技术壁垒。

产业地位看，电子气体具备显著“卡脖子”属性：（1）半导体持续生产情境下供应连续不可中断；（2）纯净度直接影响半导体晶圆制造良率。电子特气具备“连续性制造系统中的运行介质”属性，一旦出现断供、短供、纯度波动或异常杂质混入，可能对整条产线运行状态及整体良率构成系统性冲击。因此，相较于诸多可通过库存管理实现缓冲的关键材料，电子气体对供应链稳定性的要求更高，其战略重要性随制程精度的提升而进一步放大。

高纯度电子气体深度应用于先进芯片制造，纯度等级提升推动其向高价值制程环节集中。电子气体纯度以“N”表示，N数越高，杂质含量越低。4N多用于普通工业，5N可进入成熟制程半导体，6N—9N则主要用于先进逻辑、存储、先进光刻及EUV等关键制造环节，对杂质控制要求极高，同时价值量也较大。

耗材属性&业务长续：电子气体是半导体制造中的重要材料，约占晶圆制造成本的13%。根据SEMI，在硅片制造的成本构成中，硅片/光掩膜版/电子特气/光刻胶及附属产品约占晶圆制造成本的33%/14%/13%/13%。

二、商业模式：现场制气多为大宗气、资产偏重，电子特气多为零售供气、技术壁垒高

电子气体行业商业模式总体可概括为：“重资产锁定长期客户、零售气覆盖分散需求、特种气体赚取技术溢价”。根据气体品类和应用场景，电子气体供应体系细分现场制气与零售供气两大主流模式。现场制气供气周期通常长达15年，为保障稳定制气，客户通常不会更换供应商。资产投入大、收益稳定。零售气方面，一般以稀有气体和电子特气为主，更容易受到原料价格、运输半径、供需扰动和竞争加剧影响，利润弹性更大但波动也更剧烈。

（一）生产模式决定成本与壁垒：大宗气多采用空分气站生产，特气多采用化学合成制备，盈利存在分化

电子气体生产模式主要分为空气分离与化学合成两大路径，一般而言，大宗气生产采用空气分离，特气采用化学合成。两类生产模式在成本构成（原材料价格敏感度、折旧占比）、壁垒构筑路径方面差异显著，不同赛道、不同时期入局企业盈利能力呈现分化特征。空气分离常通过建设空气分离气站的方式将大宗气体从空气中分离出后纯化，化学合成针对无法从空气中直接获取的特种气体，通过化学反应制得。大宗空分站需设置高塔空分冷箱、大型低温储罐，液氧/液氮/氩气为核心产品；电子特气工厂多设置精馏反应塔、防爆洁净车间、特气柜、危化管束集装箱，生产硅烷、氨、氟化物、稀有高纯混合气，防爆、洁净、纯化工序更复杂。

1.空气分离路径：代表气体品种包括氮、氧、氩等大宗气体，原料本身来自空气，主要成本是电力、设备折旧

空气分离生产大宗气体的成本结构以电力成本和折旧摊销为主。以侨源股份为例，2025年数据显示在其电子气体业务成本中，电力成本和折旧摊销分别占电子大宗气体总成本的79.50%和14.66%，合计占比94.16%，电力成本为最大成本项。这反映了空分装置高能耗、高资本开支的行业本质——现场制气项目前期需投入巨额资金建设气站，投产后则持续消耗大量电力。重资产，高能源消耗是空气分离路径的成本特点。

空气分离装置大型化可以提升规模效应、摊薄单位能耗。例如：专业大型空气分离装置（制氧量＞5,000 Nm³/h）的单位生产能耗仅为小型装置（制氧量＜1,000 Nm³/h）的1/2-1/3左右，且具有可靠性高、维护成本低、无故障运行时间长等优点。根据侨源股份生产部门测算，产能为2,200Nm³/h的小型空分设备单位能耗约为950kWh/m³，而侨源股份目前主要生产线产能为30,000Nm³/h的大型空分设备单位能耗为620kWh/m³，与小型空分设备相比能耗大幅下降。

电子大宗气体壁垒核心主要在于超高纯度、检测技术以及不间断供应。空分法制备电子大宗气体，核心壁垒在于超高纯度制取、“绝对可靠稳定性、供应链自主可控。电子大宗气体通过现场制气进入晶圆厂、面板厂等下游客户生产系统，一旦供气中断或纯度波动，直接影响产线良率与连续生产。大宗气生产企业不仅需要具备空分、纯化、检测与自动控制能力，还需打磨培养自身长期运维、快速响应和本土化配套能力，强化客户黏性与进入壁垒。

2.化学合成路径：其代表气体品种有三氟化氮、六氟化钨等特种气体，核心成本为原材料与复杂技术工艺背后对应设备折旧

化学合成制备特种气体的成本结构由材料费用占绝对主导。以中船特气为例在其电子特种气体业务中，材料费占比高达75.77%。中船特气的核心是将基础化工原料（氟化氢、钨粉等）通过复杂的合成与纯化工艺，转化为高附加值的电子级特气产品。中船特气22H1六氟化钨产能利用率保持稳定，但六氟化钨主要生产用原材料价格上涨较多，导致22H1六氟化钨单位生产成本有所上涨。

电子特气毛利率取决于工艺路线与产品结构，高端产品与低壁垒产品毛利率分化严重。例如磷烷和砷烷有易爆、剧毒的特点，是高纯特气家族中技术门槛和开发难度最高的两个品种，作为半导体、LED、光伏、航天和国防事业的关键原材料，技术壁垒高，长期被海外技术封锁。根据IMM信息，2025年高纯磷烷中国进口依赖度47%，与此同时壁垒较低、产业化成熟的三氟化氮已经形成贸易顺差。相较于国内竞争格局较差的三氟化氮与六氟化硫，砷烷、磷烷毛利率高很多。

电子特气技术壁垒体现在合成、纯化、痕量分析、包装物/气瓶处理等相关环节。这些壁垒使电子特气行业进入门槛较大。南大光电砷烷、磷烷具有易爆、剧毒的特性下游晶圆制造等精密工艺环节，其对于安全性、纯度乃至不同杂质的含量都有严格要求。技术壁垒体现在合成工艺、纯化工艺、分析工艺以及安全能力，使得高纯磷烷、砷烷成为电子特气行业中技术门槛最高、开发难度最大的品种。电子特气对下游制造链的重要性十分突出，一旦发生质量问题，将直接导致下游产品整体质量不合格，客户一般不会轻易尝试使用新厂商的电子特气产品。

除两大路径外，电子气体企业将工业级原料、粗产品或废气后提纯售卖，赚取纯度溢价，通常毛利率较直接生产低。以氟碳类气体为例，根据公司2022年报，华特气体氟碳类产品毛利率约30%，南大光电等公司氟碳类产品毛利率约40%。以氦气为例，2022年，因上游气源地设备检修、俄乌冲突等地缘政治因素影响，全球氦气供给减少，2022年全年氦气均价94美元/公斤，同比 22.9%。

（二）日常用量与生产路径决定销售模式：大宗气以现场制气为主，特气以零售模式为主

电子气体销售模式根据客户用气规模、纯度要求及供应稳定性需求，主要分为现场制气与零售供气两大类。12英寸晶圆厂大宗气用量大、以现场制气为主，中小晶圆/封测厂大宗气用量少、运输零售为主，电子特气一般为异地气体工厂合成纯化、运输零售为主。

现场制气模式：主要面向用气需求稳定且规模庞大的大型客户。该模式下，供应商需在客户厂区内或邻近区域自建制气装置，通过管道直接将气体输送至生产车间，双方签订长达10-20年的长期服务合同。

零售供气模式：主要服务于中小型客户或用气量波动较大的应用场景，以及运输电子特气。零售供气采用槽车运输、钢瓶分装或液体储罐等方式，将液态或气态产品配送至客户现场。由于无需承担大型现场装置的资本开支，零售供气的资产模式相对较轻，但对物流配送体系的管理能力要求较高。该模式的盈利弹性主要体现在两点：一是覆盖更广泛的客户群体，能够灵活应对市场需求的短周期变化；二是供应商具备一定的区域定价权，在供需偏紧时能够获得较高的边际利润。

沸点越接近常温、越容易通过加压或适度低温实现液化的气体，越适合采用高压钢瓶、杜瓦罐或槽车等方式运输。例如六氟化钨、氟化氢、六氟丁二烯的沸点分别为17.5°C、19.5°C和18.6°C，接近常温，在储运过程中更容易以液态或高压形态实现包装运输。相比之下，氮气、氧气、氢气、氩气、氦气等电子大宗气体沸点极低，分别在-183°C至-268.9°C之间，低温液化储运难度较高，同时下游晶圆厂供应连续性要求高，仅有小部分为零售供气模式，更适合现场制气通过气体管道方式运输。

三、驱动力&市场空间：国产替代、制程迭代、扩产提速三大驱动力推动国内气体行业景气度向上

2021-2030年，中国电子气体行业的核心矛盾由“需求是否存在”转向“需求扩张与国产供给升级能否同步兑现”。从产业演进逻辑来看，需求端高景气已基本确立，而供给端高端化能力仍处于爬坡阶段，行业正处在国产替代由“导入验证期”迈向“规模兑现期”的关键窗口。

需求端方面，国内电子气体市场规模持续扩张，且增速显著高于全球平均水平。由于先进制程驱动电子气体用量非线性增长。供给端呈现出“国产化率持续提升”与“高端品类仍高度依赖进口”的特征，国产替代并未完成，刚进入高端突破阶段。

（一）驱动力1—百年变局、国产替代提速，内资市占率提升：2021-2025年从“验证期”进入“放量期”

当前行业呈现出“国产化率持续提升”与“高端品类仍高度依赖进口”并存的特征。我国电子特气国产化率已由2018年的9%提升至2020年的14%，2025年我国电子特气国产化率有望提升至25%。根据华特气体财报，截至2025年前后，国内企业覆盖不足30%的集成电路制造用电子特气品种，仍有较大的品类突破空间。

1.电子气体有自主可控内在需求：百年变局下、自立自强，2018年以来外部环境变化明显加速国产导入进程

受全球半导体贸易摩擦、出口限制及地缘政策变化影响，下游晶圆厂对供应链安全的重视程度提升。政策鼓励加速了国产电子气体的研发与量产。政策层面持续强化支持力度，《产业结构调整指导目录（2024年本）》继续将电子特气列为重点鼓励发展方向，对鼓励类投资项目，按照国家有关投资管理规定进行审批、核准或备案；鼓励金融机构按照市场化原则提供信贷支持。对鼓励类投资项目的其他优惠政策，按照国家有关规定执行。《重点新材料首批次应用示范指导目录（2024年版）》进一步将一氟甲烷、溴化氢、三氟化氯、氟化氢、乙硅烷、锗烷等关键电子特气纳入重点支持范围，国家通过保险保障与资金补助的方式支持电子气体行业发展，“十五五”阶段将半导体产业置于十大新产业新赛道榜首。受国家政策与外部环境驱动，中国电子气体公司攻关研发了半导体核心工艺环节需要的多种电子气体，并实现了量产。

2.龙头企业持续多年技术积累与产品攻关、逐步通过半导体等下游客户认证

国内电子气体企业持续攻关电子气体国产替代，实现电子气体本土内资供给。以中船特气为例，公司前身于2002年实现99.9%纯度三氟化氮国产化突破，2007年完成电子级六氟化钨研发，打破国内相关产品长期无法实现规模化稳定供应的局面。2024年，华特气体对国内8寸及以上集成电路制造厂商覆盖率>90%，已实现进口替代并规模化供应的特种气体产品50余种。行业国产替代逻辑已由过去的“单品突破”阶段，逐步演进至平台化、体系化发展阶段。

“十四五”期间，电子气体国产替代提速，电子气体产品由早期“单点突破”逐步转向“系统性导入”。下游高端应用领域客户对气体供应商会进行审厂、产品认证两轮严格的审核认证，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，集成电路领域的审核认证周期长达2-3年。过去国产产品更多停留于小批量验证和辅助供应阶段，当前在部分成熟品类中，国内厂商逐步进入核心供应体系，开始承担主供及保供职能，部分产品进入国外头部企业供应链。

3.2026年起，中国电子气体国产替代有望进入加速深化阶段

过去国产替代集中在少数成熟品种和局部客户导入，未来向高端化、全谱系和系统化供给升级。国产厂商在高纯制备、杂质控制、稳定供气、客户认证和气源保障方面持续突破，能够覆盖的产品品类和客户层级不断提升。未来国产替代不只是“单一产品能否供货”，将围绕高纯度、高稳定性、长周期保供和一站式服务展开竞争。整体看，电子气体国产替代将从“能供”走向“稳定供、规模供、高端供”，国产厂商在半导体供应链中的战略地位有望进一步提升。

（二）驱动力2—制程持续迭代，电子气体消耗量非线性增长

制程迭代下，蚀刻步骤次数提升带动单位气体需求提升。在成熟制程中，电子气体的需求主要表现为随产能扩张而实现的线性放量；当制程升级至先进逻辑与高堆叠存储后，刻蚀、沉积以及高端光刻需要更多、更高纯度辅助气体。背后的原因在于，先进节点的线宽微缩与三维结构演进，实质上将更多的制造难度转移至“材料去除”与“薄膜构筑”环节。根据电子工程专辑，65nm制程的刻蚀步骤为20次，14nm增至64次，7nm达140次，5nm进一步提升至160次。刻蚀步骤的增加带动了清洗、尾气处理、工艺腔体维护等相关环节电子气体的用量抬升。在存储领域，3D NAND的堆叠化强化了这一非线性特征。根据半导体产业纵横，NAND主流堆叠层数正从300层向500层以上演进；而从32层推进至128层的过程中，仅台阶刻蚀次数便从4次激增至16次。

（三）驱动力3—国内存储&先进制程扩产：我国晶圆厂建设提速、等效晶圆产能持续提升

2025年国内半导体投资额快增，晶圆领域占33%。根据CINNO Research，2025年中国半导体产业总投资额达7841亿元，同比增长17.2%；其中晶圆制造领域投资额约2559亿元，占比33%。按区域看，中国台湾地区占比约33%。

2026-2028年增量市场：两存扩产如火如荼、先进制程不断突破。长鑫科技：根据SEMI预估，2025年长鑫科技月产能约26.5万片。6月12日，证监会下发长鑫科技IPO 注册批文；5月19日，长江存储完成IPO辅导备案。

预计2030年国内晶圆月产能达1480万片，较2025年开出产能增长约104%。根据EET，2025年，中国内地12英寸/8英寸/6英寸及以下完工晶圆厂项目规划月产能分别290/188/264万片，全国实际装机或开出产能合计约725万片/月（等效8英寸，将6英寸以下均统计为6英寸以便计算）。在建及已规划项目全部建成后全国晶圆厂项目总规划产能可达1498万片/月（等效8英寸）。根据ForSilicon Research，预计到 2030 年，中国晶圆制造总产能将超1480万片/月（等效8英寸）。

（四）市场空间：预计2030年国内电子气体市场空间706亿元

2025年集成电路领域市场规模：根据金宏气体财报，2025年，国内电子特气市场规模约317亿元。根据金宏气体招股说明书，集成电路领域约占电子特气需求的42%，故2025年，集成电路（对应晶圆厂投资）电子特气市场规模约133亿元。

晶圆厂投产增量：根据ForSilicon Research，2030年预计国内晶圆月产能达1480万片，较2025年实际开出产能增长约104%。

电子特气与大宗气体的比例：根据TECHCET对于全球市场预估，电子特气：电子大宗价值量比例约2.5：1。

假设1-先进制程多层堆叠带来的单位增量：制程迭代下，蚀刻步骤次数提升带动单位气体需求提升。根据电子工程专辑，65nm制程的刻蚀步骤为20次，14nm增至64次，7nm达140次，5nm进一步提升至160次。假设2030年先进制程多层堆叠带来的单晶圆气体需求较2025年增长30%。

假设2-2030年集成电路领域占比：参考全球电子特气下游需求占比（71%），假设2030年，集成电路占国内电子气体下游应用领域的70%。

根据以上假设，计算得2030年国内电子气体市场空间为706亿元。

四、投资建议

当前电子气体领域需关注两个方向。一是六氟化钨、三氟化氮、光刻气、掺杂气等高端电子特气的国产化替代放量；二是氦气等稀有气体在卡塔尔、俄罗斯等供给波动背景下的价格与保供弹性。

风险提示