【文/观察者网 吕栋】

作为全球半导体原材料气体的生产大国,乌克兰供应着全球超70%的氖气,这种气体对半导体光刻环节至关重要。因此,俄乌战局也牵动着全球半导体行业的心。

当地时间2月23日,路透社报道称,荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)正在寻找其他氖气的供应来源,以防俄乌冲突导致氖气供应中断。当天,阿斯麦一位发言人表示,该公司使用的氖气约有20%来自乌克兰。

无独有偶,美国存储芯片巨头美光也在担心供应链问题。该公司本周二(2月22日)表示,正密切关注乌克兰局势,有小部分惰性气体的供应来自乌克兰。不过,该公司已经储备大量库存并且进行多元化采购,氖气主要来自欧盟、美国和亚洲等各地供应商。

虽然特种气体有一定技术壁垒,行业集中度也较高,但中国已取得多个品种的突破。在今天(2月24日)俄罗斯对乌克兰发起进攻后,A股多数板块下跌,但国产特种气体板块盘中直线拉升,其中已通过阿斯麦认证的华特气体盘中涨逾15%,正在推进阿斯麦认证的凯美特气也一度涨逾8%。不过,国产企业最终能在多大程度上受益,仍有待相关公司披露,毕竟氖气等特种气体的绝对需求量并不大。

阿斯麦CEO温彼得 图源:阿斯麦

乌克兰供应美国90%以上半导体级氖气

乌克兰局势的迅速升级,再度引发市场对特种气体行业的关注。近些年,随着电子行业的兴起,特种气体成为在工业气体大门类下发展起来的产业,广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域。

市场调研机构Linx Consulting数据显示,半导体市场所需电子特气占比达70%左右,液晶显示和晶硅太阳能电池需求占比分别为20%和4%。其中,在半导体所需的电子特气种类超过100种,并被广泛应用于其生产工艺各个环节。根据SEMI数据,2019年全球晶圆制造材料市场规模约328亿美元,其中电子特气规模约43亿美元,占比13%,是仅次于硅片的第二大耗材。

数据来源:2021年12月,亿渡数据

作为全球半导体原料气体的供应大国,乌克兰主要供应氖、氩、氪、氙等气体,其中氖气的供应是全球市场主导者。2月1日,市场调研机构Techcet发布的报告显示,乌克兰氖气(Ne)的全球供应份额达70%,而氪气(Kr)和氙气(Xe)的全球供应份额分别达到40%和30%;美国更是超过90%的半导体级氖气供应都来自乌克兰(由俄罗斯生产,乌克兰纯化)。

氖气是钢铁行业的副产品,主要用于半导体光刻。TrendForce集邦咨询向观察者网提供的报告显示,光刻气体是光刻机产生激光的光源,而氖气是光刻混合气体中的必要气体,难以取代。由于乌克兰供应全球大部分氖气,因此其地区经济局势不稳定或将对产业链稳定造成影响,对晶圆制造成本上升形成阶段性推动。

华特气体招股书截图

目前,氖气的应用领域主要是深紫外光刻(DUV),制程涵盖8英寸晶圆的180nm至12英寸晶圆的1Xnm。TrendForce研究显示,晶圆代工方面,全球180-1Xnm产能占整体约75%,多数晶圆厂180-1Xnm营收占比超过九成,且自2020年起供货极为紧张的零部件PMIC、Wi-Fi、RFIC、MCU等制造制程皆落在此区间;DRAM方面,目前仍有超过九成的产能采用DUV制程;而NAND Flash则全部采用DUV工艺。

市场调研机构Omdia日前直接指出,三星、英特尔、德州仪器和格罗方德面临着前所未有的困难,他们不仅要不断尝试挑战物理极限,还要寻求自己不得不依赖但又难以获取的稀有物质。更糟糕的是,可能爆发的乌克兰战争也许会给半导体行业带来更多难题,因为这场战争可能会显著加剧目前半导体持续短缺的态势。

作为俄乌冲突的主角,俄罗斯是另一种重要材料钯的重要供应国,占全球供应量约40%,美国则有35%的钯来自俄罗斯。作为世界上最稀有的贵金属之一,钯是航空航天、核能、汽车制造中的关键材料,在半导体中主要被用于传感器和存储器的制造,并作为一些封装技术的电镀材料;铜线键合技术中,为防止铜线氧化,也会给铜表面镀一层惰金属钯。

“不再是卡脖子技术”

在俄乌局势影响下,氖气价格正强势走高。市场机构ifind数据显示,截至2月23日,国内市场氖气价格报1650元/立方米,较年初涨幅达65%,较2021年10月低点已经翻了四倍。而半导体行业上一次出现严重的氖气短缺也与俄乌局势有关,根据美国贸易委员会(ITC)数据,2014年克里米亚半岛局势紧张时期,氖气价格一度上涨600%。另一方面,氪气和氙气年内的涨幅也较为可观,截至2月23日,氪气价格年内累计上涨39.24%,氙气的价格年内涨幅达27.27%。

数据来源:同花顺金融

从全球布局来看,在极大规模集成电路、新型显示面板等尖端领域,特种气体市场主要由法国液化空气集团、美国林德集团、美国空气化工集团、美国普莱克斯集团、日本大阳日酸集团、日本昭和电工等国外气体公司寡头垄断。

数据来源:亿渡数据

不过,尽管电子特气拥有诸多壁垒,行业集中度相对较高,但目前我国也取得了多个品种的技术突破。科创板上市的华特气体披露,该公司成为国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、高纯八氟丙烷、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、高纯一氧化氮、光刻气(Ar/F/Ne 混合气、Kr/Ne 混合气、Ar/Ne 混合气、Kr/F/Ne 混合气)等产品进口制约的气体公司,并率先实现了近20个产品的进口替代。

不仅如此,华特气体招股书还显示,该公司光刻气产品于2017年通过阿斯麦的产品认证,并且国内市场占有率达到60%,解决了中芯国际、华虹宏力、长江存储、武汉新芯、华润微电子、台积电(中国)、和舰科技、士兰微电子、柔宇科技、京东方等客户多种气体材料的进口制约,并进入英特尔、美光科技、德州仪器等半导体企业供应链体系。

但通过阿斯麦等巨头认证后,华特气体并未披露拿到多少订单。

华特气体招股书截图(2019年12月A股上市

国内另一家企业凯美特气也在推进阿斯麦的认证。2月17日,凯美特气披露,正在积极推进国内、国外认证进度,不过阿斯麦认证需要公司背景调查、文件审查、样品检测、现场验收、评价验收等过程,正在积极一步步往前推进。去年3月,凯美特气曾披露,阿斯麦一般认证周期为3-5年,需要认证完成才能供货。随后到12月,凯美特气透露,该公司与天津赛能气体签订首份氖气购销合同。

中国特种气体市场资深分析师任路日前表示,虽然氖、氪、氙为半导体行业生产所必需,但是其绝对使用量并不高,作为钢铁行业的副产品,全球市场体量不是很大。“中国是全球钢铁大国,对于这些稀有气体的纯化技术已经实现了突破,生产工艺也比较成熟,不再是能够‘卡中国脖子’的技术了。”

值得一提的是,与液化空气、林德集团等上千亿营收的巨头相比,中国特气厂商的规模仍然较小。2020年,华特气体的营收仅为9.98亿元,净利润1.05亿元;同期,凯美特气的营收为5.18亿元,净利润为0.72亿元。由于自身规模与行业巨头差距悬殊,且阿斯麦、美光之外的多家半导体厂商(英特尔、格罗方德、三星等)透露供应来源多元、受乌克兰局势影响不大,华特气体和凯美特气今天股价短暂冲高之后迅速回落,截至收盘,两家企业的涨幅分别为4.64%和0.30%,市值分别为98亿元和104亿元。

信达证券2021年7月研报截图

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