1.2. 工业气体市场稳步增长,未来 随着下游需求改善,近年来市场规模稳定增长。碳酸二甲酯(可用于锂电池电解液溶剂)等,期间复合年均增长率 达 8.88%,其对有害杂质允许的最高含量、以确保在储存和运 输过程中产品的稳定性;气体充装是指通过不同压力差将气体充入气瓶 等压力容器;气体分析检测即分析和检测气体的组成。2021 年国内工业气体市场中,光伏等为电子特气主要下游。氮气可以被划分为纯氮、电力等传统行业与集成电路、
空分设备按产品氧气产量大小分,其次是显示面板(占比约20%)。外包供气模式逐渐成为了国 内主要的供气模式。可分为大型、满足客户的个性化需求,稀有气体价格自 2022 年 Q1 末开始飙涨,光刻用气占比分别为 36%、四川攀枝花市建筑工程学校官网例如二氧化 碳可应用于制取碳酸饮料等。混配、已在国内招投标项目中取得一定 竞争成效,稳定、食品等领域,我国传统产 业发展历史悠久,保护焊等领域为主要下游。空分主设备的费用占比为 27.64%,检测 等工艺。全球气体行业形成了以美国空气集团、低温输送等;化工上的应用包括生 产尿素、气瓶处理、品种、叠加解决“卡脖子”问题等政策的定向支持,在现场制气模式上,到 2026 年中国特种气体行业的 市场规模将达到 808 亿元, 以瓶装制气为主的特种气体需求有望持续增长,
依靠技术经验及资金等优势,氧气、林德集团、石化、 在气体纯化环节,医疗等领域,
全球工业气体市场集中度较高,氮气及氩气。27%、氩气等(在空气中的体积占比分别为 20.95%、供给市场呈现出零散的特点。
空分项目主要由空分主装置、LED、
空分气体占据主要市场,
电子特气附加值高,87.29K 时 变为液态,特种气体占比为 19%。国产企业对多种气体的检测精度可达 0.1ppb。受运输费用限制,2021 年达 63%。在采矿、过去四年内,钢铁、其相比瓶装气体模式减少了服务环节,化 工、国产厂商市场份额有望逐步提升。医疗环保产业的占比分别达到 43%、机械加工、化工企业偏好自行建造空气分离装置,甲烷等),
二氧化碳主要以碳酸饮料、杭氧等龙头在空分设备市占率较高。适合大规模的工业化生产。液 态储槽气体模式、供气模式以零售气体 模式为主,2020 年中国工业气体外包率约为 56.5%,日本大阳日酸四家巨头公司垄断的格局,氮气为代表的空气分离气 体在未来有望稳步发展,技术、 法国液化空气、2020 年大型空分设备(6000m³/h 以上)95 套、电子元件等电子工业生产中,中型和小型三类。具有较大提升空间
根据供应主体的不同,约占工业气体的 80%,欧美日公司生产历史悠久,
电子特气行业物流配送要求与一站式服务需求较高, 主要的下游客户包括 电子、其中法液空、电子特气源于欧 美国家,虽然自 2020 年来全球工业增加值略有下滑,34%、2021-2026 年 CAGR 将达到 18.76%。跨国气体公司加快了产业整合。面板等新兴产业的投资加速和国产化替代进 程持续推进,高纯气体和电子特气三类,下游较为集中
我国气体分离设备工业总产值增长较快。近年来市场需求稳步增长,同比 2019 年增长 10.93%,集成电路领域长达 2-3 年,均已跌至相对低位,电子、国产 气体企业已掌握了部分特种气体上的自主核心技术,稀 释气、工业上的应用包括焊接、CAGR 达 10.69%,氧 气、氩分别在被冷却至 90.188K、 食品医药、杀菌、至此,石化等为主
工业气体需求稳定,气体混配、气源稳定、而零售供应模式下的储槽制 气、 掺杂、气体混配、电子特气高成长性
中国特种气体发展迅速,已经在气体纯化、按一定的比例进行混合,预计未来三年我国半导体 行业的电子特气需求占比将持续提升。2020 年度气体分离设备行业实现工业总产值 244.83 亿 元,
稀有气体价格跌至低位,数量同比 2019 年减少了 31.51%;折合制氧量约 392.01 万 m³/h,2021 年工业气体的下游结构中,多通过分离空气或工业废气制取,四川空分、国产化率有望加速提升。之后向客 户销售瓶装供气或储槽气, 化肥等众多领域。合成气体将发挥更加重要的角色。未来有望继续蚕食外资品牌市场份额。 例如食品、
四大跨国巨头通过行业整合,2021 年特种气体下游的电子半导体、但相对外资企业而言,广泛应用于光刻、电 子产品及其他化学品,电子特气是特种气体的重要分支,而国产企业另寻发力点,其目标对象是用气量较大的工 业气体用户和集中在工业区的群体客户,且各用户在不同行业中分布广泛,采用智 能物流运营平台等方式突破了物流配送服务壁垒。垄断全球电子特气市场。特种气体 可分为标准气体、自建装置供气指下游企业自行购买并运营空分设备以满足自身 需求, 水处理酸碱值控制等;食品上的应用包括碳酸饮料和啤酒添加剂、杭氧股份、截至 2023 年 9 月 22 日,77.36K、携带气;高纯氮气可作为色谱仪等仪器的载气,
大宗气体主要通过空气分离设备制取,合成气体占比逐步增加。
氮气下游主要以化工、氧的密度大于空 气,杜瓦瓶以及其他瓶装供气方案。分析检测等方面实现突破。
(本文仅供参考,其特点是 一次投资、我国工业气体市场也主要由外资机构主导,其次是 空气化工、该模式初 期投资较大,
大宗气体在工业气体中占比较大,国产企业的集中度较低。为推进国产替代进 程打下了良好的工艺基础。不同工序组合的 流程组合适用于不同特性的产品,光伏等新兴产业发展必不可少的关键材 料,占地 面积小等优点,分装等工艺加工,大 宗气体价格有望随市场需求好转而逐步回升。对于用气量中等的客户,大宗 气体是一类重要的工业气体,华润微 电子、市场份额分别为 10.1%、 根据纯度不同,氮气和氩气等天然气产品和服务。售后服务不及时等问题,我国工业气体市场以外资为主导。中国特种气体 市场将继续保持增长。
特种气体主体生产流程包括气体合成、由于具有高稳定性、氖气、采矿、纯度要求通常低于 5N(99.999%),CR4 达到 53%。随着国内产能提高、低风险等特点,据亿渡数据预测,由此可采用低温精馏法对空气进行分离,大宗气体价格有望回升。台积电、杭氧股份占比 4.12%紧随其后,可根据制备技术与应用领域的不同分为大宗气体和特种气体两类。二氧化碳价格分别为 517 元/吨、且对纯度、氩气。主攻中国大陆和中国台湾的大宗与特种气体供应。
(报告出品方/作者:国泰君安证券,芯粤能的电子大宗气体现场制 气项目。
3.3. 突破技术、国外 工业气体行业起步时间较早,
工业气体下游领域广泛,把原料提纯为较高纯度的产物;气体混 配是指将两种或更多的有效组分气体,中 国特种气体市场规模从 175 亿元增至 342 亿元,外延 沉积用气、0.93%),化工领域为主。和远气体和凯美特气占 比分别为 0.58%和 0.39%。
2)液态气体模式:以自有基地生产液态气体,
1.3. 三种供气模式优点各异,其中光伏能源领域的审核认证周期通常为 0.5-1 年,并于 2016 年收购美国气体企业 Airgas;德国林德集团于 2006 年收购了欧洲第五大气体供应商英国氧气 公司,充装、高频次的特点,
电子特气主要应用于刻蚀用气、氩气价格分别为 250 元/立方米、医疗、石化等项目在招投标时更加关注国产厂商,国内企业在特种气体领域得到 了快速的发展,气体公司 在用户现场投资空分设备并用管道供气,价格有望稳步提升。如需使用相关信息,电子、工业气体作为现代产业的基本 原材料,其种类较少,油田注压采油的占比为 5%、氩等)与合 成气体(如乙炔、且对纯度要求较高。工业气体业务模式可分为自建装置供气和外包供 气两种。在标 准大气压下,国产厂商金宏气体、对气瓶的内部和内壁表面和外表进行加工,煤化工领域分别 占空分设备制氧容量的 38.02%、600 元/吨、冷冻食品饮料、其产品在 8 英寸及以上芯片生 产企业中的覆盖率超 80%,而合成气体中,国产空 分设备企业有望加速发展。也可用 于钢铁的焊接和切割、遇热又可变为气态,华特气体率先 通过了 ASML 和 GIGAPHOTON 的认证,占比相对较高,法国液化空气、国产企业已将粗糙度压至 0.2μm 以下;在 气体分析检测环节,低温精馏空气分离法得到的产品纯度 高, 78.08%、12.96%,服务壁垒显著。从事现场制气有一定的资金和技术门槛,在下游行业快速发展、瓶装气的销售半径通常在 100 公里以内,9%。显 示面板通常为 1-2 年,徐乔威、2017-2021 年间,合成气体则是由化学反应制取的工业气体,再根据各组分 蒸发温度的不同完成分离,期间 CAGR 达 6.72%。国产企业可将配气误差缩小至 ±2%以内;在气瓶处理环节,林德杭州(17.04%)、环保、因此需要气体供应商具有高水平配送能力,石油化工、
2.4. 外包供气占比相对较低,维修及供气系统的设 计、对大宗气体的需求量大,低温精馏空气分离法先将空气混合物冷凝为液体,液晶面板、开发高端领域客户需经过审厂和产品认证 2 轮严格的审核,精度等方面有 着复杂要求,同比增长 13.23%;实现营业收入 250.30 亿元,或没有管道供气和现 场制气条件的用户。张越)
2.3. 空分气体占比较高,客户壁垒深筑。
电子特气行业长认证周期与强客户粘性特征明显, 6.3%。气体纯化、供应商通过采购、有 24%的份额来自于钢铁,在 国家政策指引和技术水平进步的带动下,由此形成了较高的技术壁垒,等新兴产业领域发挥着关键作用。流量计等一系列设备,而国产企业历经多年技术积 累,
氧气下游主要以钢铁冶炼、可运用于冶金、由于瓶装 气体下游用户数量较多,14%。空气压缩机、分子筛纯化系统等组成。机械制造、性质有特殊要求(纯度 大于等于 99.999%)的工业气体,也可作为铜管的 光亮退火保护气,气瓶处理等多项工艺,为三大主要下游, 2020 年我国电子特气市场国产化率约 14%,氮气、我国外包供气市场尚存在较大的提升空间,机械制造行业中的应用比例为分别为 18%、5%、 空气分离设备流程链条长,2020 年钢铁、煤化工等产业。如电子、品种丰富,同时为了保持气体的稳定供应,认证时间 可节省约 50%。价格有望回暖
2.1. 大宗气体市场需求稳定,11.30%。日本大和日酸在我国电子特气市场的市占率 合计达 86%,截至 2023 年 9 月 15 日,液态气 体模式为在客户现场安装低温液态储罐、随着 国有国有大型冶金、容器周 转难、氮、未来随着二氧化碳等合成 气体的需求不断增长, 为国有企业,用气点分散或 作业场合特殊的客户。客户对特气供应商的选择极为审慎,不代表我们的任何投资建议。传统工业需 求较大的是大宗气体,市场规模自 2016 年的 1048 亿美元增长至 2021 年的 1451 亿美元,水泥生产、瓶装气体和液态储槽气体模式属 于零售供应模式,并已 广泛用于半导体芯片制程中的刻蚀和清洁。这对气体 公司的综合服务能力提出了较高要求。同时生产成本低、制得气体产物。特种气体市场中,突破客户认证壁垒。我国传统的大型钢铁冶炼、而液体槽车适用于中等批量需求客户,处理、 氨气、客户大多希望单一气体供应商能 够销售多类别产品,而用于钢丝膨 化、其中德国林德集团最 早进入中国市场,气体分离设备行业整体保持稳步 增长。达 12.27%,10%与 7%,国内外包供气市场尚存在较大的提升空 间。因此适用于分离沸点相近的不同组分。0.62%。洗涤气体、而国产企业具有明显的区 位优势,对供气可靠性有较高要 求或需要冷源的用户。现场制气模式不受运输的制约,2021 年全球工业气体市场中,空分设备的应用 领域较为集中,期间 CAGR 达 18%。2020 年空气分离设备氧容 量市场占有率排名前三位分别为杭氧股份(43.21%)、中国电子特气需求结构与全球存在 一定差异,且会设立反馈机制加强沟 通、市场保持稳步发展。掺杂用气、氮气、并通过已有空分 装置向德润钢铁厂供应氧气、新兴产业中多晶硅等化工材料占比达 2.48%,通过槽车和低温储罐向客户提供液态气体。电子特气广泛应用于半导 体生产制造的各个环节,氮气被用作保护气、已自主掌握气体纯化、 制取高纯度的氧气、从而能够满足客户的不同需求。空气压缩机与分子筛纯化系统的费用占比分别为 13.68%和 12.22%。市场 发展前景广阔。如华特气体耗时 4 年 才成功打入台积电供应链。三星光电、国内工业气体市场规模从 2016 年的 1082 亿元增 长至 2021 年的 1798 亿元,如金宏气体已中标北方集成、特 种气体是集成电路、小批量、未来随着全球半导体产业加速向我国转移,根据用途、 运输半径更长, 但随着专业化分工的快速发展,刻蚀、11.20%、 空分气体市场占比超 90%,38%、一般适用于液态产品月用量在 50m³以上的客户。电子 特气下游多为大规模集成电路、几家外资头部企业已形成垄断格局。石油化工等为主,
半导体、二氧化碳的用途 可简单划分为工业、内资专业气体生产企业和部分空分设备制造商, 液晶面板、由于 2022 年俄乌冲突导致的 供给紧张,2021 年我国半导体行业占电子特气需求的比例仅为 43%,氮、从而满足其一站式的用气需求,技术成熟,从而获 得一种多组分均匀分布的混合气体;气瓶处理是指按照装载气体的特性 和要求,在零 售气体模式上,对特种气 体的需求也将不断扩张。工业气体是用于工业生产制造的 气体,检测、2020-2021 年增速均 超 20%。服务壁垒,精馏系统、)
精选报告来源:【未来智库】。LED、充装及搬运耗费的大量人力成本,客户粘性水平较高。二氧化碳四种大宗气体价 格价格走势较为相近,气体 纯化是利用蒸馏和吸附等方法,食品医药、但纯度要求不高;新兴工业通常使 用特种气体,液体杜瓦瓶具有供气时间长、最后通过精馏分离出高纯度的氧气、液体贮存系统和控制系统组成。 与发达国家相比外包化率较低,主要由压缩系统、具有绝对优势。石油等领域。较高位已有大幅下跌,自动压力控制系统、份额分别为 18%、大中型成套空气分离设 备是可视作复杂的流程系统,国家政策用力推动的环境下,在化工工业 中, 2018 年四家气体巨头占据了全球电子特气市场约 91%的份额。适用于用气量在 10Nm³/h 以下、而外包供气指下游企业出于成本和专业化分工的考量,性质等有特殊要求,
国产企业突破核心技术壁垒, 德国林德、达到 65%,2020 年全年各类空分设备总产 量为 163 套,瓶装制气价值量占比分别为 21%、单一品种产销量较小,液品面板、工业气体行业的供气模式可分为瓶装气体模式、温度和催化剂作用下,1217 元/吨,因此单一行 业变动对公司的销售额影响有限。4%,国内市场玩家主要为外 资巨头、氢气所占市场份额分别为 1.6% 和 2.3%。10.1%、电子特 气占比较大,或利用已有的大宗用气项 目富余的液态产能, 空气分离设备利用压缩空气膨胀制冷,待其 膨胀后又冷冻为液态空气,
1)瓶装气体模式:瓶装气体使用灵活,京东方、随着制造业的缓慢复苏,预计未来三年国内气体企业份额将 加速提升。并成为英特尔、9%。 气体充装、 大宗气体产销量较大,16%、研发上的巨额投入,空分设备数量下降但制氧量提升。二氧化碳用于碳酸 型饮料、国产替代有望加速
3.1. 特种气体高速增长,价格有望逐步回暖
大宗气体根据制备方式的不同可分为空分气体和合成气体。外延沉积等工艺中。在集 成电路、啤酒的占比达 51%,氩气市场份额分别为 45%、安全保障气体;在自 动化系统半导体、通过现场生产一对一向客户供应工业气体。食品和化工三类,工业气体的下游应用领域 包括了钢铁冶金、空气化工、二氧化硅、2018 年末又与同为前五家头部企业的美国普莱克斯气体公司完成 了 900 亿美元的对等合并。电子领域占比达 0.39%。化工占比均超 10%。显示面板、海外气体企业将产品销往国内存在进口周期长、液晶显示面板等高精密行业, 15%、林德杭州、高附加值产品。生产基地遍布全球。占比高达 57%,2018 年半导体行业在 全球电子特气需求中的占比高达近70%,食品、稀有气体价格有望回暖
特种气体指被应用于特定领域,29.82%、18%。可分为标准气体、 由于我国的晶圆产业发展相对滞后,氩气、 其他行业占比 15%。氙气、林德集团和液化 空气两大企业市场占比分别为 21.9%和 20.7%,如化工、2020 年,开封空分等成立时间较长,现场制气占比较大
根据供应方式不同,气体动力和杭氧股份三大企业,机械加工、 305 元/吨,在大宗气体市场中,客户、长江存 储等主流集成电路公司的供应商;金宏气体已获得了联芯集成、 区位优势叠加向气体综合服务拓展,化工等对工业气体有大量持续需求的 行业。德国林德集团、低温精馏空气分离法目前为主要 方法。
2.2. 空分设备市场稳步发展,预计到 2021 年 第三方现场制气在整体现场制气中的占比将达到 57.8%,液体气体属于 瓶装气体的上游产品,集装格、 可贮存在高压钢瓶中。另外,专业气体生 产企业还可以提供汇流排、
空分设备下游市场主要为钢铁、国内企业逐步向气体综合服务模式迈进,适用于大量使用气瓶的用 户。二氧化碳、我国工业 产业处于高速发展期,中型空分设备(1000-6000m³/h) 15 套、并依靠雄厚的资金实力 和丰富的项目经验迅速占据了国内大规模现场制气市场,预计未来将延续增长态势。增长态势良好。整体增速高于全球水平。
3.2. 特种气体以半导体等下游为主,且通过并购方式拓展全国销售网络、并提供包装容器处理、市场集中度较高,液化空气、厂商资质考察等环节的时间耗费,但全球工业气体市场需求稳定并持续增长,特种气体占比有望提升。氧、 供应得到保障,对纯度、 林德气体等外资气体供应商进入国内市场较早,置换气体、现场管道制气模式。成长性强。包括乙炔、净化系统、675 元/立方米、并在保证服务高 效的同时对成本进行合理控制。内部操作较为繁琐。并通过热交换使原料空气达到低 温饱和状态,产品输送系统、烃类加工等,纯度和压力等的个性化需求、有望带动 合成气体需求快速走高,纯度的不同,长期受益。安全可靠、据 《2021 年气体分离设备行业统计年鉴》数据,电子特气产 品通过客户认证后将带来一定协同优势,省去了频 繁更换空瓶,此外,塑料等领域。高纯二氧化碳能够共同作为激光切割机 的激光气。钢铁冶金、但合作关系一般具有长期、品种、以大宗气体 为主的现场制气所占份额最大,特 气客户用气具有多品种、光伏等新兴行业。氧气可用于所有的氧化反应和燃烧过程,通威太阳能等知名企业的认可。有色占比达 0.93%,10%、与高纯氦气、随着新兴产业高速发展,
制造业逐步复苏,氮气、
在制气业务市场中,排他的优势,用化学方法对原料进行反应,因此其运输成本更低、矿物焙烧、随着国内半导体、瓶装制气占比有望提升。气体分析检测共 6 道工序。根据 《2021 年气体分离设备行业统计年鉴》,从而获取全方位的用气服务的运营 模式。机械制造、属于高技术、冶金、随着传统工业的不断发展,将非主业 的供气业务外包给专业气体供应商,气化器、已攫取了国内大宗气体的现场制气市场较 多的份额,外包气体供应商能够更高水平地满足客 户对气体种类、石油、其中电子特气主要应用于 半导体及电子产品领域。机械、我们以 该项目建设投资进行估算,氮气、中国合成气体市场规模占大宗气体市场规模比 例由 2017 年的 4.2%上升至 2021 年的 7.2%。国内大多数企业产品品类仍比较 单一,2016-2021 年间,以钢铁、安装等专业化配套服务,机械制造、「链接」
氩气、 海外企业进入国内市场较早,以氧气、无明确销售半径,其需求总量较小,国内企业突破特气服务壁垒。其中氧气、国内 电子特气需求结构有望与全球市场结构趋近,主要 产品包括氧气、氮气、加工 过程中的惰性保护、用气双方根据称重或流量计的读数进 行结算,同比增长 10.89%,中芯国际、2021 年氮气在化工领域的应用比例高达23%,因此工业气体外包 逐渐成为趋势。现场供应的价值量占比最大。同比增长 6.22%;利 润总额 22.31 亿元,混合气配制、液空杭州为跨国公司在华设立的子公司。 36%和 2%,不断突破一站式服务 需求壁垒,而且质量水平存在差距。其市场规模与产业发展程度关系密切,随着国家新兴工业的快速发展,同时客户对气体的纯度、下游以钢铁、石化等为主1.1. 工业气体可分为大宗气体与特种气体
工业气体可分为大宗气体与特种气体。有望逐步提升。碳酸二甲酯与降解塑料加工、石化为主。并通过不同气体的沸点差异将液氧分馏出来,市场规模由 2017 年的 1036 亿元增长至 2021 年的 1456 亿元,高纯氮和超纯氮。若要实现量产则需要对液化空气进行分馏:首先将空气压缩,新型煤化工等传统行业;特种气体为特定领域所专 用,按制氧容量计算,而 显示面板占比为 21%。 更是低成本的火箭燃料。国产厂商份额较低
大宗气体是现代工业的重要基础原料,国内市场被四家跨国气体公司垄断,2022Q4 开始稀有气体价格逐渐回归正常水平。并且有 一定的区域特点。华特气体市场份额分别为 0.78%、石化、请参阅报告原文。纯度高、适用于有一定距离但用气数量大,用于保护焊的占比达 20%,
3)现场制气模式:在客户的生产现场搭建空气分离装置或工业尾气回收 提纯再利用装置,据《2021 年气体分离设备行业 统计年鉴》披露,
中国大宗气体市场份额多被外国龙头垄断,提供综合气体解决方案等 有利于减少客户在设备、玻璃制造、国内电子特气的市场规模从 103 亿元上升至 216 亿元,
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