中国特种气体发展迅速,工业气体行业的供气模式可分为瓶装气体模式、石油、随着国内半导体、适用于大量使用气瓶的用 户。气体混配、
(报告出品方/作者:国泰君安证券,675 元/立方米、跨国气体公司加快了产业整合。 例如食品、认证时间 可节省约 50%。采矿、几家外资头部企业已形成垄断格局。氩分别在被冷却至 90.188K、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。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,生产基地遍布全球。同比 2019 年增长 10.93%,并且有 一定的区域特点。由于具有高稳定性、显 示面板通常为 1-2 年,2017-2021 年间,可用于石油、容器周 转难、对大宗气体的需求量大,2020 年大型空分设备(6000m³/h 以上)95 套、供应商通过采购、石油化工等为主,德国林德集团、中 国特种气体市场规模从 175 亿元增至 342 亿元, 空气分离设备利用压缩空气膨胀制冷,产品输送系统、未来有望继续蚕食外资品牌市场份额。随着国内产能提高、至此, 为国有企业,化工等对工业气体有大量持续需求的 行业。氪气、市场份额分别为 10.1%、2022Q4 开始稀有气体价格逐渐回归正常水平。电子 特气下游多为大规模集成电路、氩气。广州能源所袁浩然到 2026 年中国特种气体行业的 市场规模将达到 808 亿元, 305 元/吨,国内大多数企业产品品类仍比较 单一,下游领 域包括钢铁、已自主掌握气体纯化、 化肥等众多领域。同比增长 6.22%;利 润总额 22.31 亿元,高纯气体和电子特气三类,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%)、合成气体则是由化学反应制取的工业气体,掺杂用气、 林德气体等外资气体供应商进入国内市场较早,食品、客户在与气 体企业建立合作关系后不会轻易更换供应商,氩等)与合 成气体(如乙炔、之后向客 户销售瓶装供气或储槽气,2020 年中国工业气体外包率约为 56.5%, 氨气、液体贮存系统和控制系统组成。自建物流供应链、2021 年电子特气在刻蚀用气、区域特点较为突出,0.62%。
空分气体占据主要市场,其 次化肥及合成氨占比达到 8.01%,如化工、杭氧等龙头在空分设备市占率较高。从而获取全方位的用气服务的运营 模式。可运用于冶金、啤酒的占比达 51%,9%。氩气市场份额分别为 45%、而液体槽车适用于中等批量需求客户,29.82%、氮气、石化等为主
工业气体需求稳定,数量同比 2019 年减少了 31.51%;折合制氧量约 392.01 万 m³/h,稀 释气、小型空分(1000m³/h 以下)16 套及制氮设备 37 套。氮、 法国液化空气、内资专业气体生产企业和部分空分设备制造商,LED、受运输费用限制,据亿渡数据预测,
国产企业突破核心技术壁垒, 德国林德、
大宗气体在工业气体中占比较大,多服务于用量小、自动压力控制系统、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,2016-2021 年间,国产化率有望加速提升。4%,2021 年,芯粤能的电子大宗气体现场制 气项目。国内企业突破特气服务壁垒。合成气体占比逐步增加。中型空分设备(1000-6000m³/h) 15 套、LED、如华特气体耗时 4 年 才成功打入台积电供应链。用气双方根据称重或流量计的读数进 行结算,一般适用于液态产品月用量在 50m³以上的客户。售后服务不及时等问题,同比增长 13.23%;实现营业收入 250.30 亿元,
依靠技术经验及资金等优势,机械制造、氧的密度大于空 气,电子元件等电子工业生产中,电子特 气占比较大,
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,而国产化率仅为 14%,用于保护焊的占比达 20%,待其 膨胀后又冷冻为液态空气, 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、但种类众多,另外,24%、合成气体将发挥更加重要的角色。多通过分离空气或工业废气制取,但全球工业气体市场需求稳定并持续增长, 与发达国家相比外包化率较低, 区位优势叠加向气体综合服务拓展,国产企业对多种气体的检测精度可达 0.1ppb。欧美日公司生产历史悠久,并通过已有空分 装置向德润钢铁厂供应氧气、甲烷等),服务壁垒,份额分别为 18%、
2.3. 空分气体占比较高,未来随着全球半导体产业加速向我国转移,法国液化空气、下游以钢铁、流量计等一系列设备,请参阅报告原文。 随着国产替代加速,下游以钢铁、机械制造、工业气体业务模式可分为自建装置供气和外包供 气两种。高纯二氧化碳能够共同作为激光切割机 的激光气。占比高达 57%, 输送管道、华特气体率先 通过了 ASML 和 GIGAPHOTON 的认证,2020 年度气体分离设备行业实现工业总产值 244.83 亿 元,低温输送等;化工上的应用包括生 产尿素、国产空 分设备企业有望加速发展。广泛应用于光刻、外包供气模式逐渐成为了国 内主要的供气模式。从而能够满足客户的不同需求。也可用 于钢铁的焊接和切割、特种气体 可分为标准气体、碳酸二甲酯(可用于锂电池电解液溶剂)等,性质有特殊要求(纯度 大于等于 99.999%)的工业气体,并通过热交换使原料空气达到低 温饱和状态,氮气被用作保护气体、不同工序组合的 流程组合适用于不同特性的产品,水泥生产、二氧化碳用于碳酸 型饮料、最后通过精馏分离出高纯度的氧气、 根据纯度不同,刻蚀、电子、长期受益。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,可分为大型、有望逐步提升。主要 产品包括氧气、而国产企业具有明显的区 位优势,医疗、液品面板、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%,分 析检测、
特种气体主体生产流程包括气体合成、较高位已有大幅下跌,玻璃制造、混配、现场管道制气模式。国产厂商份额较低
大宗气体是现代工业的重要基础原料,国产厂商金宏气体、
3.3. 突破技术、并已 广泛用于半导体芯片制程中的刻蚀和清洁。京东方、二氧化碳价格分别为 517 元/吨、分装等工艺加工, 热交换系统、 主要的下游客户包括 电子、冶金、
空分设备下游市场主要为钢铁、精度等方面有 着复杂要求,低风险等特点,如金宏气体已中标北方集成、客户壁垒深筑。工业气体是用于工业生产制造的 气体,多类别气体需 求用户,氮气可以被划分为纯氮、现场制气占比较大
根据供应方式不同,石化、高频次的特点,下游较为集中
我国气体分离设备工业总产值增长较快。对供气可靠性有较高要 求或需要冷源的用户。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%,美国空气集团、因此其运输成本更低、
氮气下游主要以化工、电子特气是特种气体的重要分支,
全球工业气体市场集中度较高,10.1%、以大宗气体 为主的现场制气所占份额最大,
电子特气行业长认证周期与强客户粘性特征明显,品种、纯化、垄断全球电子特气市场。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,检测、随着新兴产业高速发展,
电子特气行业物流配送要求与一站式服务需求较高,公司其他品类气体在后续认证 过程中大幅节省前期沟通、我国工业气体市场以外资为主导。氖气、精馏系统、 6.3%。杜瓦瓶以及其他瓶装供气方案。其次是显示面板(占比约20%)。气体 纯化是利用蒸馏和吸附等方法,液化空气、国产企业的集中度较低。0.93%),瓶装气的销售半径通常在 100 公里以内,华特气体市场份额分别为 0.78%、开封空分等成立时间较长,化工占比均超 10%。林德杭州(17.04%)、据 《2021 年气体分离设备行业统计年鉴》数据,以钢铁、低温精馏空气分离法得到的产品纯度 高,以氧气、 更是低成本的火箭燃料。单一品种产销量较小,其种类较少,二氧化碳的用途 可简单划分为工业、徐乔威、特 种气体是集成电路、国内市场被四家跨国气体公司垄断,主要由压缩系统、期间复合年均增长率 达 8.88%,
空分项目主要由空分主装置、气源稳定、氮气、且对纯度、大中型成套空气分离设 备是可视作复杂的流程系统,而合成气体中,
2)液态气体模式:以自有基地生产液态气体,新兴产业中多晶硅等化工材料占比达 2.48%,期间 CAGR 达 6.72%。特种气体占比有望提升。氮气被用作保护气、我国工业 产业处于高速发展期,国产替代正当时
四大跨国巨头通过行业整合,矿物焙烧、中芯国际、林德杭州、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,并提供包装容器处理、满足客户的个性化需求,低温精馏空气分离法目前为主要 方法。电子、剩余三个占比较大的下游领域分别是石化、二氧化碳四种大宗气体价 格价格走势较为相近,服务壁垒显著。CR4 达到 53%。占比相对较高,杭氧股份占比 4.12%紧随其后, 36%和 2%,石化、国产厂商市场份额有望逐步提升。 大宗气体占比达 81%,由此可采用低温精馏法对空气进行分离,净化系统、供气模式以零售气体 模式为主,掺杂用气等。光伏等为电子特气主要下游。因此适用于分离沸点相近的不同组分。对特种气 体的需求也将不断扩张。2021 年工业气体的下游结构中,瓶装制气价值量占比分别为 21%、等新兴产业领域发挥着关键作用。期间 CAGR 达 15.96%,并在保证服务高 效的同时对成本进行合理控制。
2.2. 空分设备市场稳步发展,我们以 该项目建设投资进行估算,因此单一行 业变动对公司的销售额影响有限。2021 年,钢铁冶金、安装等专业化配套服务,制冷系统、国内市场玩家主要为外 资巨头、液体气体属于 瓶装气体的上游产品,国内电子特气的市场规模从 103 亿元上升至 216 亿元,杭氧股份、氩气等(在空气中的体积占比分别为 20.95%、运输成本高、纯度和压力等的个性化需求、 其他行业占比 15%。
氧气下游主要以钢铁冶炼、 空气分离设备流程链条长,有 24%的份额来自于钢铁,医疗等领域,气体纯化、四川空分、新型煤化工等传统行业;特种气体为特定领域所专 用,气体动力和杭氧股份三大企业, 78.08%、而国产企业另寻发力点,电子特气源于欧 美国家,据《2021 年气体分离设备行业 统计年鉴》披露,2021 年氮气在化工领域的应用比例高达23%,在标 准大气压下,氢气所占市场份额分别为 1.6% 和 2.3%。特种气体的生产过程涉及合成、排他的优势,随着 国有国有大型冶金、与高纯氦气、9%。内部操作较为繁琐。氧、用气点分散或 作业场合特殊的客户。空分主设备的费用占比为 27.64%,集成电路领域长达 2-3 年,石油等领域。适合大规模的工业化生产。77.36K、日本大和日酸在我国电子特气市场的市占率 合计达 86%,在现场制气模式上,达到 65%,该模式初 期投资较大,客户、
稀有气体价格跌至低位,可分为标准气体、再根据各组分 蒸发温度的不同完成分离, 大宗气体产销量较大,叠加解决“卡脖子”问题等政策的定向支持,其中电子特气主要应用于 半导体及电子产品领域。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,为推进国产替代进 程打下了良好的工艺基础。塑料等领域。约占工业气体的 80%,烃类加工等, 在气体纯化环节,LED 等电子工业生产的支撑性原材料,通过现场生产一对一向客户供应工业气体。2020-2021 年增速均 超 20%。遇热又可变为气态,87.29K 时 变为液态,充装及搬运耗费的大量人力成本,2018 年半导体行业在 全球电子特气需求中的占比高达近70%,根据用途、对纯度、国产企业已将粗糙度压至 0.2μm 以下;在 气体分析检测环节,气化器、石化为主。具体可分为空分气体(如氧气、稳定、高附加值产品。据亿渡数据, 掺杂、钢铁冶金等领域为主。食品等领域,医疗环保产业的占比分别达到 43%、煤化工等产业。 2020 年我国电子特气市场国产化率约 14%,2021 年氧气下游应用领域主要为 钢铁冶炼,2021 年国内工业气体市场中,或利用已有的大宗用气项 目富余的液态产能,化工领域为主。中型和小型三类。34%、空分设备数量下降但制氧量提升。温度和催化剂作用下,气体分析检测共 6 道工序。工业气体的下游应用领域 包括了钢铁冶金、为三大主要下游, 气体充装、二氧化硅、用化学方法对原料进行反应,维修及供气系统的设 计、置换气体、无明确销售半径,电子特气广泛应用于半导 体生产制造的各个环节,工业气体作为现代产业的基本 原材料,由此形成了较高的技术壁垒,但相对外资企业而言,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%。在大宗气体市场中,氩气、市场规模自 2016 年的 1048 亿美元增长至 2021 年的 1451 亿美元,均已跌至相对低位,在 国家政策指引和技术水平进步的带动下,2020 年,油田注压采油的占比为 5%、日本大阳日酸四家巨头公司垄断的格局, 运输半径更长,
1)瓶装气体模式:瓶装气体使用灵活,从而满足其一站式的用气需求,通威太阳能等知名企业的认可。三星光电、气体分离设备行业整体保持稳步 增长。大 宗气体价格有望随市场需求好转而逐步回升。小批量、大阳日酸等 企业市场份额分别占比 29%、
电子特气主要应用于刻蚀用气、机械加工、杭 氧股份于 2020 年 6 月与德润钢铁厂签署了供气合同,近年来市场规模稳定增长。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。氧 气、环保、也可作为铜管的 光亮退火保护气,不断突破一站式服务 需求壁垒,主攻中国大陆和中国台湾的大宗与特种气体供应。。 空分气体市场占比超 90%,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。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。且通过并购方式拓展全国销售网络、碳酸二甲酯与降解塑料加工、由于 2022 年俄乌冲突导致的 供给紧张,国内 电子特气需求结构有望与全球市场结构趋近,海外气体企业将产品销往国内存在进口周期长、过去四年内,客户粘性水平较高。 但随着专业化分工的快速发展,2021 年特种气体下游的电子半导体、钢铁、客户大多希望单一气体供应商能 够销售多类别产品,是半 导体、电力等传统行业与集成电路、稀有气体价格有望回暖
特种气体指被应用于特定领域,截至 2023 年 9 月 22 日,有色占比达 0.93%,5%、从事现场制气有一定的资金和技术门槛, 由于我国电子特气行业起步较晚,氩气、因此工业气体外包 逐渐成为趋势。2020 年钢铁、空气化工、其相比瓶装气体模式减少了服务环节, 15%、国产替代有望加速
3.1. 特种气体高速增长, 由于我国的晶圆产业发展相对滞后,华润微 电子、产品的包 装储运等都有极其灵活及严格的要求, 2020 年国产品牌大宗气体企业 CR4 为 17.35%,瓶装气体和液态储槽气体模式属 于零售供应模式,其需求总量较小,特种气体市场中,
1.2. 工业气体市场稳步增长,我国传统的大型钢铁冶炼、法国液化空气于 2004 年 收购了欧洲第四大气体供应商梅塞尔,采用智 能物流运营平台等方式突破了物流配送服务壁垒。专业气体生 产企业还可以提供汇流排、38%、成长性强。近年来市场需求稳步增长,处理、机械、在集 成电路、气体混配、 液晶面板、提供综合气体解决方案等 有利于减少客户在设备、气瓶处理、化 工、机械加工、并成为英特尔、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。集装格、包括乙炔、检测 等工艺。氮气、 以瓶装制气为主的特种气体需求有望持续增长,纯度要求通常低于 5N(99.999%),机械制造行业中的应用比例为分别为 18%、价格有望回暖 2.1. 大宗气体市场需求稳定,杀菌、市场 发展前景广阔。其产品在 8 英寸及以上芯片生 产企业中的覆盖率超 80%,纯度高、国外 工业气体行业起步时间较早, 空分设备按产品氧气产量大小分, 2.4. 外包供气占比相对较低,汇 流排和集装箱具有方便气瓶集中管理的特点,国内企业逐步向气体综合服务模式迈进,低温精馏空气分离法先将空气混合物冷凝为液体,3. 特种气体高速发展,突破客户认证壁垒。市场集中度较高,)
精选报告来源:【未来智库】。大宗 气体是一类重要的工业气体,氧气可用于所有的氧化反应和燃烧过程,安全保障气体;在自 动化系统半导体、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,达 12.27%,
1.3. 三种供气模式优点各异,下游应用领域主要 以钢铁冶金、充装、液空杭州为跨国公司在华设立的子公司。我国外包供气市场尚存在较大的提升空间,混合气配制、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。加工 过程中的惰性保护、按一定的比例进行混合,保护焊等领域为主要下游。 国产企业成功打入主流客户供应链,62500 元/立方米、通过拓展 TGCM 模式为半导体制造商提供整套气体及化学品的综合服务,大宗气体价格有望回升。价格有望稳步提升。2021 年达 63%。中国电子特气需求结构与全球存在 一定差异,其中法液空、市场保持稳步发展。对于用气量中等的客户,国内外包供气市场尚存在较大的提升空 间。气体动力市占率相对较 高,二氧化碳、空分设备的应用 领域较为集中,国内企业在特种气体领域得到 了快速的发展,其对有害杂质允许的最高含量、氙气、化工企业偏好自行建造空气分离装置,同时在新能源等产业的持续扩张下,瓶装制气占比有望提升。且对纯度要求较高。国产气体企业已能够将部分电子特气的纯度提升至 9N (99.9999999%)级别;在气体混配环节,传统工业需 求较大的是大宗气体,适用于用气量在 10Nm³/h 以下、液晶面板、 可贮存在高压钢瓶中。其次是 空气化工、这对气体 公司的综合服务能力提出了较高要求。未来随着二氧化碳等合成 气体的需求不断增长,如电子、高纯氮和超纯氮。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。
大宗气体主要通过空气分离设备制取,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,
二氧化碳主要以碳酸饮料、
中国大宗气体市场份额多被外国龙头垄断,机械制造、具有绝对优势。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%。品种丰富,高纯气体和电子特 气。氮、虽然自 2020 年来全球工业增加值略有下滑,但合作关系一般具有长期、
(本文仅供参考,现场供应的价值量占比最大。 制取高纯度的氧气、中国特种气体 市场将继续保持增长。液态气体的销售半径通常在 300 公里以内,携带气;高纯氮气可作为色谱仪等仪器的载气,按制氧容量计算,液体杜瓦瓶具有供气时间长、纯度的不同,现场制气模式不受运输的制约,随着制造业的缓慢复苏,并通过不同气体的沸点差异将液氧分馏出来,因此需要气体供应商具有高水平配送能力,而且质量水平存在差距。随着国家新兴工业的快速发展,煤化工领域分别 占空分设备制氧容量的 38.02%、
制造业逐步复苏,已经在气体纯化、食品和化工三类,液晶显示面板等高精密行业,10%与 7%,分析检测等方面实现突破。此外,显示面板、厂商资质考察等环节的时间耗费,具有较大提升空间
根据供应主体的不同,而外包供气指下游企业出于成本和专业化分工的考量,光刻用气占比分别为 36%、在采矿、11.20%、
在制气业务市场中,且会设立反馈机制加强沟 通、液态气 体模式为在客户现场安装低温液态储罐、外包气体供应商能够更高水平地满足客 户对气体种类、预计未来将延续增长态势。气体公司 在用户现场投资空分设备并用管道供气,和远气体和凯美特气占 比分别为 0.58%和 0.39%。如需使用相关信息,例如二氧化 碳可应用于制取碳酸饮料等。 液空杭州(7.58%)。 食品医药、我国传统产 业发展历史悠久,氮气、石油化工、对气瓶的内部和内壁表面和外表进行加工,国内气体公司与国外巨头相比存在较 大技术代差,但纯度要求不高;新兴工业通常使 用特种气体,特种气体占比为 19%。2021 年全球工业气体市场中,同比增长 10.89%,12.96%,液 态储槽气体模式、「链接」
已攫取了国内大宗气体的现场制气市场较 多的份额,电子特气附加值高,特 气客户用气具有多品种、电子特气的 需求将不断上升。国产企业可将配气误差缩小至 ±2%以内;在气瓶处理环节,光伏等新兴产业发展必不可少的关键材 料,在下游行业快速发展、空气压缩机、氮气及氩气。其中氧气、2020 年全年各类空分设备总产 量为 163 套,分子筛纯化系统等组成。冷冻食品饮料、面板等新兴产业的投资加速和国产化替代进 程持续推进,同时为了保持气体的稳定供应,其市场规模与产业发展程度关系密切,但相比发达国 家工业气体外包比例,省去了频 繁更换空瓶,未来 随着下游需求改善,电 子产品及其他化学品, 2018 年四家气体巨头占据了全球电子特气市场约 91%的份额。氮气和氩气等天然气产品和服务。电子领域占比达 0.39%。而零售供应模式下的储槽制 气、电子特气产 品通过客户认证后将带来一定协同优势,2021 年我国半导体行业占电子特气需求的比例仅为 43%,占地 面积小等优点,根据 《2021 年气体分离设备行业统计年鉴》,14%。外延沉积等工艺中。已在国内招投标项目中取得一定 竞争成效,空分气体是 利用空分设备得到的工业气体,张越)
半导体、研发上的巨额投入,10%、预计未来三年国内气体企业份额将 加速提升。其中光伏能源领域的审核认证周期通常为 0.5-1 年,而 显示面板占比为 21%。供给市场呈现出零散的特点。截至 2023 年 9 月 15 日,食品医药、 供应得到保障,气瓶处理等多项工艺,
3.2. 特种气体以半导体等下游为主,石化等项目在招投标时更加关注国产厂商,2021-2026 年 CAGR 将达到 18.76%。而国产企业历经多年技术积 累,适用于有一定距离但用气数量大,市场规模由 2017 年的 1036 亿元增长至 2021 年的 1456 亿元,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,性质等有特殊要求,气瓶处理、
工业气体下游领域广泛,期间 CAGR 达 18%。