硅烷气行业企业市场现状及竞争格局

硅烷气行业企业市场现状及竞争格局工业气体行业产业链工业气体产业链的上游主要是原材料、生产设备及能源供应，原材料包括空气、工业废气、基础化学原料等，所需设备主要分为气体生产设备、气体储存设备和气体运输设备，能源包括电力、水资源等；中游产品按照气体制备方法的不同，可以分为大宗气体和特种气体两大类，大宗气体包括氧气、氮气、氩气、乙炔、氢气等，特种气体包括氢化物、氟化物等；产业链下游应用于钢铁冶炼、石油化工、机械工业、电子产品、新能源等领域。从企业来看，中国工业气体产业链由上至下可分为上游原材料和设备制造商、中游工业气体供应商和下游应用行业。上游空气分离设备是最重要的装备，主要企业包括杭氧股份、林德工程、液化空气、开元空分等；中游国内工业气体供应商包括气体动力、杭氧股份、华特气体、南大光电、金宏气体、雅克科技等。中国工业气体行业发展历程中国的工业气体行业发展时间较晚，直到建国后才开始起步，发展到现在大致可分为三个阶段。起步阶段（1949年-20世纪80年代）：20世纪50年代中国的工业气体产品只有氧、氮和氢等几个品种，到20世纪60年代，稀有气体氦、氖、氩、氪等纯气体和高纯气体产品相继在中国问世。这一阶段中国的专业气体企业数量较少，本地企业大部分的主营业务是为其他行业提供配套的空气分离设备，且基本上以自产自用为主，缺乏市场竞争力和盈利能力。初步发展阶段（20世纪80年代-20世纪末）：这一阶段发达国家制造业市场发展速度放缓，中国制造业则开始迅猛崛起，外资开始进入中国气体市场，并通过并购、新设等方式建立气体公司，行业逐步形成并发展起来。高速发展阶段（21世纪后）：进入21世纪后，在经济高速发展的带动下，钢铁工业的蓬勃发展为工业气体行业下游应用领域提供了广阔的市场。同一时期，中国在空气分离设备领域也实现了重大突破，直接带动了空气分离设备行业大型化的发展趋势。空气分离设备行业的技术突破进一步促进了工业气体行业的发展，中国工业气体行业进入高速发展阶段。电子级硅烷行业发展概况德国化学家H．Buff于1857年发现了硅烷这一物质，但由于缺少实际的应用场景，在随后的100年左右的时间里，硅烷只是少数研究者在实验室里研究的对象，未有任何的商业化用途。到了20世纪50年代，随着半导体产业及光伏产业等新兴产业的蓬勃发展，硅烷的商用场景才被逐步打开。在行业发展初期，以德国、美国和日本为代表的国家垄断着当时全球电子级硅烷气生产的核心技术。由于海外气体行业龙头企业布局电子级硅烷气行业时间较早，较国内厂商更早地掌握了成熟的生产工艺，加之早期国内对于电子级硅烷气的总体需求也相对较少，因此在2008年前中国国内市场的电子级硅烷气供应完全依赖国外厂商。在硅烷制备工艺方面，市场上主要有硅化镁法、氢化铝钠法和三氯氢硅歧化法。其中硅化镁法又称小松法，是世界上最早实现工业化的硅烷制备技术，其通过硅化镁粉与氯化铵在液氨环境中发生化学反应制备硅烷，但由于自身工艺特点，硅化镁法对三废处理的要求高且难以实现千吨级的大规模生产，目前该工艺仅有国外少量企业在使用。氢化铝钠法又称氟硅法，通过氢化铝钠与四氟化硅气体反应合成硅烷气体，为中宁硅业所采用的生产工艺。氯硅烷歧化法又称三氯氢硅歧化法，主要采用四氯化硅进行氢化反应生成三氯氢硅，然后三氯氢硅经过歧化反应生成二氯二氢硅，二氯二氢硅再次进行歧化反应生成硅烷，该工艺为行业内最普遍的生产工艺。2008年，中宁硅业成为国内首家以氟硅法实现电子级硅烷气规模化生产的企业，标志着中国本土企业已经具备了量产电子级硅烷气的能力。2008年后，国内光伏及显示面板行业快速发展，得益于市场需求的推动，以及国内电子级硅烷生产工艺的不断完善，国内部分企业逐步实现了电子级硅烷气的规模化生产。随着硅烷应用领域的持续拓展，硅烷已逐步拓展到新能源电池等新兴领域。目前电子级硅烷气应用场景均以镀膜工艺为主，单位用量相对较小，而在新材料领域，电子级硅烷则被直接作为高纯度的硅源进行使用，单位用量将远大于传统领域的使用量，市场需求将快速增长。电子特气行业发展情况（一）电子特气行业市场规模持续扩大电子特气是特种气体的一个重要分支，是集成电路、平面显示器件、太阳能电池等行业不可或缺的原材料。根据TECHCET统计，2020年全球电子特气市场规模为41．85亿美元，预计到2025年，全球电子特气的市场规模将达到60．23亿美元，2020年至2025年间，年复合增长率预计达到7．55%。未来，在碳中和及碳达峰对光伏行业发展的推动作用影响下，以及下游需求增长带来的半导体行业的投资加速，我国电子特种气体需求将持续保持高速增长。预计2025中国电子特种气体市场规模将提升到316．60亿元，2021年到2025年复合增长率达到12．77%。我国电子特种气体市场规模的增长率明显高于全球电子特种气体增长率，未来有较大发展空间。（二）电子特气行业国产化率持续提升，部分产品打破国际垄断并规模化生产由于国内电子特气行业起步较晚，难以满足国内快速发展的泛电子行业的综合用气需求，尤其在太阳能光伏、显示面板和集成电路等中高端制造业领域内，相关电子特气产品仍主要通过向国外大型气体企业采购来满足。根据前瞻产业研究院提供的数据，2020年国际四大气体巨头美国空气化工、德国林德、日本大阳日酸和法国液化空气占据了超过85%的国内电子特气市场份额，电子特气整体的国产化率较低。随着国内光伏、显示面板及集成电路等新兴产业的快速发展，国内市场对电子特气的需求快速增加。同时，国内电子特气生产厂商在技术及工艺上也不断突破，国内电子特气生产厂商凭借价格、供货稳定性等优势逐步替代国外气体厂商，电子特气行业国产化程度不断提升成为行业发展的必然趋势。目前三氟化氮、硅烷、超纯氨、锗烷、稀有气体等电子气体产品已打破国外技术垄断，并实现了规模化生产和销售。电子特气行业行业壁垒（一）电子特气行业技术壁垒电子特气对生产设备、重点环节工艺、重点技术以及规模化生产装置稳定性等方面有着相对较高的要求，行业内新进入者虽然可以引进成套技术和先进设备，但是在消化引进的技术、培养熟练的技术人员、全面实现装置的稳定运行以及控制物耗、能耗等方面需要一个较为漫长的过程。随着下游产业的不断发展，下游行业对气体产品的纯度、稳定性等指标的要求也越来越高。气体的化学反应工艺路线选择、配方设计、催化剂的选用、工艺技术、充装技术和质量控制等环节都非常关键，已成为企业参与市场竞争的核心要素，该等要素的形成往往需要企业长时间的技术积累和持续不断的创新。此外，随着国家对节能和环保方面的要求日益严格，未来行业还将朝着环保、低碳和高附加值的方向发展。因此，关键技术的掌握是进入本行业重要壁垒。（二）电子特气行业资金壁垒电子特气行业普遍具有前期研发投入多、设备建设投资大、经营固定成本高的特点，资本密集性和规模经济性特征明显。在新产品的研究开发以及工艺的完善的过程中，企业需要承担较大的前期开发投入。在正式投产后，生产企业为了保持竞争优势就必须形成规模化的生产，并通过持续的设备更新改造、工艺流程优化及产品研发来提高企业的经营效益，通过规模经济来回收投资成本并降低运营成本。此外，气体产品从研发、投产到市场认可并实现最终的规模化销售，整体周期较长，需要一定的资金实力作为保障。同时，电子级硅烷气作为危险化学品，在产品的充装、存储上均需要专业的设备，在运输中亦需要交由具有危险化学品运输资质的专业运输。因此，大规模的资金投入对本行业新进入者构成壁垒。（三）电子特气行业客户资源壁垒下游客户对原材料质量的认同建立在长期考察和业务合作的基础上，一般通过严格程序审查后会选择规模实力较强、工艺技术水平较高、产品质量稳定的企业进行合作，对生产企业的技术、实力及品牌等综合素质的要求较高。因此，下游厂商一旦选定了供应商不会轻易改变，业务合作具有相对稳定性和长期性，新进入企业面临着较高的客户壁垒。（四）电子特气行业人才壁垒电子级硅烷气产品的生产工序繁杂，生产过程涉及机械设计、系统控制、化学、软件设计等多门学科，且由于产品属于危险化学品，因此对工艺技术水平有很高的要求。此外，特种气体的研发与生产不仅需要完善的研发团队和能熟练掌握操作工艺的工人，还需要能够及时了解下游行业的技术发展和产品需求。（五）电子特气行业环保壁垒作为环保部门重点监控行业，化工行业对环保的重视程度较高。随着社会环保意识的不断提高，环保标准日趋严格。为保证新开工项目及在产项目能达到国家环保的相关要求，电子级硅烷气生产企业高度重视环保设备的采购、环保工程的建设以及环保的持续投入，并需要不断优化、提升生产工艺和能源综合利用水平。日趋严格的环保要求促进了行业健康发展，同时也抬高了行业的准入门槛，大量的环保投入构成了行业参与者的进入壁垒。（六）电子特气行业生产安全壁垒电子级硅烷气本身以及生产过程中所使用的部分原材料为易燃、易爆、有毒的危险化学品，生产过程存在一定的安全风险。若在生产过程中出现反应温度、浓度及压强变化超过安全标准等事项，可能会引发火灾、爆炸、泄漏、中毒等安全事故，从而导致人员伤亡和财产损失。因此，行业对于生产设备的选型、安装及后续长期持续的资本投入、员工规范操作的管理等方面均有较高的要求。安全生产方面能否达标，直接影响持续经营能力，电子级硅烷气行业具有较高的生产安全壁垒。工业气体上游分析（一）空分设备市场规模深冷式大型空气分离设备简称空分设备，主要用于工业气体产品的制备与生产，是冶金、石油、化工等行业的基础装备。国内空分设备行业经历了多年发展，已处于成熟的发展阶段。2021年国内空分设备市场规模达到272．5亿元，2017-2021年复合增长率达到32%，预计2022年中国空分设备市场规模将达到362．2亿元。（二）空分设备市场竞争格局目前，中国空分设备行业市场竞争格局高度集中，市场CR5市占率达到82%。其中，杭氧股份在技术上引领着我国空分设备行业的发展，已完全具备在特大型空分设备领域与国际强手竞争的实力，在产品市场占有率上保持同行业第一。林德工程和液化空气位居前三，占有率分别为17．04%和7．58%。（三）压力容器市场规模压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。中国压力容器制造行业经过多年发展后，已有较多企业在产品层次、产业分工和经营规模上有了较大的提高。数据显示，我国压力容器行业市场规模由2016年的1444亿元增长至2020年的1931亿元，年均复合增长率为7．9%。相关研究机构预测，2022年中国压力容器行业市场规模将达2201亿元。电子特气行业竞争格局相较于下游光伏电池行业产能的迅速扩张、新材料应用领域需求的逐步增加