光刻機巨頭阿斯麥尋求替代烏克蘭氖氣,有中企已通過認證

【文/觀察者網 呂棟】
作為全球半導體原材料氣體的生產大國,烏克蘭供應着全球超過70%的氖氣,這種稀有氣體對半導體光刻環節至關重要。因此,俄烏戰局也牽動着全球半導體行業的心。
當地時間2月23日,路透社報道稱,荷蘭光刻機巨頭阿斯麥(ASML)正在尋找其他氖氣的供應來源,以防俄烏衝突導致氖氣供應中斷。當天,阿斯麥一位發言人表示,該公司使用的氖氣約有20%來自烏克蘭。
無獨有偶,美國存儲芯片巨頭美光也在擔心供應鏈問題。該公司本週二(2月22日)表示,正密切關注烏克蘭局勢,有小部分惰性氣體的供應來自烏克蘭。不過,該公司已經儲備大量庫存並且進行多元化採購,氖氣主要來自歐盟、美國和亞洲等各地供應商。
雖然電子特氣有一定技術壁壘,行業集中度也較高,但中國已取得多個品種的突破。在今天(2月24日)俄羅斯對烏克蘭發起進攻後,A股多數板塊下跌,國產特種氣體板塊盤中卻逆勢直線拉昇,其中已通過阿斯麥認證的華特氣體盤中漲逾15%,正在推進阿斯麥認證的凱美特氣也一度漲逾8%。不過,中企最終能在多大程度上受益,仍有待相關公司披露,畢竟氖氣等作為光刻氣體的絕對需求量並不算大,認證週期也較長。
華特氣體方面告訴觀察者網,該公司通過阿斯麥認證的主要是光刻氣,使用這些混合氣的大多是半導體晶圓廠,阿斯麥購買氖氣可能只是用於光刻機實驗。而華特氣體的上游供應商包括空分氣體企業、金屬冶煉企業、化工企業、生產粗產品的氣體公司等。雖然烏克蘭的氖氣供應占比較高,但國內稀有氣體的供應已經可以滿足特氣廠商的需求。

阿斯麥CEO温彼得 圖源:阿斯麥
烏克蘭供應美國90%以上半導體級氖氣
烏克蘭局勢的迅速升級,再度引發市場對特種氣體行業的關注。近些年,隨着電子行業的興起,特種氣體成為在工業氣體大門類下發展起來的產業,廣泛應用於集成電路、顯示面板、光伏能源、光纖光纜、新能源汽車、航空航天、環保、醫療等領域。
市場調研機構Linx Consulting數據顯示,半導體市場所需電子特氣佔比達70%左右,液晶顯示和晶硅太陽能電池需求佔比分別為20%和4%。其中,在半導體所需的電子特氣種類超過100種,並被廣泛應用於其生產工藝各個環節。根據SEMI數據,2019年全球晶圓製造材料市場規模約328億美元,其中電子特氣規模約43億美元,佔比13%,是僅次於硅片的第二大耗材。

數據來源:2021年12月,億渡數據
作為全球半導體原料氣體的供應大國,烏克蘭主要供應氖、氬、氪、氙等氣體,其中氖氣的供應是全球市場主導者。2月1日,市場調研機構Techcet發佈的報告顯示,烏克蘭氖氣(Ne)的全球供應份額達70%,而氪氣(Kr)和氙氣(Xe)的全球供應份額分別達到40%和30%;美國更是超過90%的半導體級氖氣供應都來自烏克蘭(由俄羅斯生產,烏克蘭純化)。

國金證券2022年2月研報截圖
氖氣是鋼鐵行業的副產品,主要用於半導體光刻。TrendForce集邦諮詢向觀察者網提供的報告顯示,光刻氣體是光刻機產生激光的光源,而氖氣是光刻混合氣體中的必要氣體,難以取代。由於烏克蘭供應全球大部分氖氣,因此其地區經濟局勢不穩定或將對產業鏈穩定造成影響,對晶圓製造成本上升形成階段性推動。

華特氣體招股書截圖
目前,氖氣的應用領域主要是深紫外光刻(DUV),製程涵蓋8英寸晶圓的180nm至12英寸晶圓的1Xnm。TrendForce研究顯示,晶圓代工方面,全球180-1Xnm產能佔整體約75%,多數晶圓廠180-1Xnm營收佔比超過九成,且自2020年起供貨極為緊張的零部件PMIC、Wi-Fi、RFIC、MCU等製造製程皆落在此區間;DRAM方面,目前仍有超過九成的產能採用DUV製程;而NAND Flash則全部採用DUV工藝。
市場調研機構Omdia日前直接指出,三星、英特爾、德州儀器和格羅方德面臨着前所未有的困難,他們不僅要不斷嘗試挑戰物理極限,還要尋求自己不得不依賴但又難以獲取的稀有物質。更糟糕的是,可能爆發的烏克蘭戰爭也許會給半導體行業帶來更多難題,因為這場戰爭可能會顯著加劇目前半導體持續短缺的態勢。

Omdia報告截圖
作為俄烏衝突的主角,俄羅斯是另一種重要材料鈀的重要供應國,佔全球供應量約40%,美國則有35%的鈀來自俄羅斯。作為世界上最稀有的貴金屬之一,鈀是航空航天、核能、汽車製造中的關鍵材料,在半導體中主要被用於傳感器和存儲器的製造,並作為一些封裝技術的電鍍材料;銅線鍵合技術中,為防止銅線氧化,也會給銅表面鍍一層惰金屬鈀。
除此之外,俄羅斯還是鎳礦生產國之一,去年開採量佔全球10%。鎳為電動車電池的關鍵材料,一旦衝突升温,汽車產業或將承擔更多的成本上漲與供應鏈不穩定,為2022年新能源車發展增添變量。
“不再是卡脖子技術”
在俄烏局勢影響下,氖氣價格正強勢走高。市場機構ifind數據顯示,截至2月23日,國內市場氖氣價格報1650元/立方米,較年初漲幅達65%,較2021年10月低點已經翻了四倍。而半導體行業上一次出現嚴重的氖氣短缺也與俄烏局勢有關,根據美國貿易委員會(ITC)數據,2014年克里米亞半島局勢緊張時期,氖氣價格一度上漲600%。另一方面,氪氣和氙氣年內的漲幅也較為可觀,截至2月23日,氪氣價格年內累計上漲39.24%,氙氣的價格年內漲幅達27.27%。

數據來源:同花順金融
從全球佈局來看,在極大規模集成電路、新型顯示面板等尖端領域,特種氣體市場主要由法國液化空氣集團、美國林德集團、美國空氣化工集團、美國普萊克斯集團、日本大陽日酸集團、日本昭和電工等國外氣體公司寡頭壟斷。

數據來源:億渡數據
不過,儘管電子特氣擁有諸多壁壘,行業集中度相對較高,但目前我國也取得了多個品種的技術突破。科創板上市的華特氣體披露,該公司成為國內首家打破高純六氟乙烷、高純三氟甲烷、高純八氟丙烷、高純二氧化碳、高純一氧化碳、高純一氧化氮、光刻氣(Ar/F/Ne 混合氣、Kr/Ne 混合氣、Ar/Ne 混合氣、Kr/F/Ne 混合氣)等產品進口制約的氣體公司,並率先實現了近20個產品的進口替代。
不僅如此,華特氣體招股書還顯示,該公司光刻氣產品於2017年通過阿斯麥的產品認證,並且國內市佔率達到60%,解決了中芯國際、華虹宏力、長江存儲、武漢新芯、華潤微電子、台積電(中國)、和艦科技、士蘭微電子、柔宇科技、京東方等客户多種氣體材料的進口制約,並進入英特爾、美光科技、德州儀器等半導體企業供應鏈體系。
但通過阿斯麥等巨頭認證後,華特氣體並未披露拿到多少晶圓廠的訂單。

華特氣體招股書截圖(2019年12月A股上市)
國內另一家企業凱美特氣也在推進阿斯麥的認證。2月17日,凱美特氣披露,正在積極推進國內、國外認證進度,不過阿斯麥認證需要公司背景調查、文件審查、樣品檢測、現場驗收、評價驗收等過程,正在積極一步步往前推進。去年3月,凱美特氣曾披露,阿斯麥一般認證週期為3-5年,需要認證完成才能供貨。隨後到12月,凱美特氣透露,該公司與天津賽能氣體簽訂首份氖氣購銷合同。

凱美特氣公告截圖
其實早在2015年6月,武鋼氣體公司就曾向美國出口價值950萬元的氖氣。據武鋼集團官方微信披露,武鋼氣體公司擁有世界最先進的全提取空分設備,已成為國內最具實力的空分工業氣體產銷基地,亞洲最大乃至在世界上頗有影響力的稀有氣體產銷基地,被業界譽為“中國稀有氣體的搖籃”。

武鋼集團官方微信截圖
中國特種氣體市場資深分析師任路日前曾表示,雖然氖、氪、氙為半導體行業生產所必需,但是其絕對使用量並不高,作為鋼鐵行業的副產品,全球市場體量不是很大。“中國是全球鋼鐵大國,對於這些稀有氣體的純化技術已經實現了突破,生產工藝也比較成熟,不再是能夠‘卡中國脖子’的技術了。”
雖然技術上取得突破,但與液化空氣、林德集團等上千億營收的巨頭相比,中國特氣廠商的規模仍然較小。2020年,華特氣體的營收僅為9.98億元,淨利潤1.05億元;同期,凱美特氣的營收為5.18億元,淨利潤為0.72億元。由於自身規模與行業巨頭差距懸殊,且阿斯麥、美光之外的多家半導體廠商(英特爾、格羅方德、三星等)透露供應來源多元、受烏克蘭局勢影響不大,華特氣體和凱美特氣今天股價短暫衝高之後迅速回落,截至收盤,兩家企業的漲幅分別為4.64%和0.30%,市值分別為98億元和104億元。

信達證券2021年7月研報截圖
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