在当下时代背景下,我国一系列扶持如《制造2025》、《“十三五”战略性新兴产业发展规划》以及《关于集成电路生产企业有关企业所得税问题的通知》等,为超大规模集成电路、液晶显示器件、非晶硅薄膜太阳能电池等产业提供了良好的发展环境。与此含氟特种电子气体行业也呈现出蓬勃的发展态势。
常用的含氟特种电子气体包括六氟化硫(SF6)、六氟化钨(WF6)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、三氟化氮(NF3)、六氟乙烷(C2F6)和八氟丙烷(C3F8)等多种。其中,三氟化氮作为市场容量最大的电子特种气体产品,具有独特的化学性质和应用价值。
三氟化氮具有化学惰性,在常温下稳定,而在高温下则表现出比氧气更活泼、比氟更稳定的特性,且处理便捷。它在半导体芯片、平板显示器、光纤、光伏电池等制造领域中,主要被用作等离子蚀刻气体和反应腔清洗剂。
相比其他含氟电子气体,三氟化氮展现出反应迅速、效率高的优点。特别是在蚀刻氮化硅等含硅材质时,其蚀刻速率和选择性较高,且蚀刻后表面无残留,是一种优质的清洗剂,对表面无污染,完全符合加工过程的需求。
随着半导体和显示面板行业生产及消费中心逐渐向转移,三氟化氮的生产应用向国内转移成为大势所趋。据南大光电公告,预计2021年我国三氟化氮需求量将达到1.58万吨,约占全球需求的40%。预计至2024年,电子特种气体的市场规模将达230币。
国内半导体产业和面板产业保持强劲的发展势头,为三氟化氮等特种电子气体提供了广阔的市场空间。数据显示,2019年全球及的三氟化氮需求量分别同比增长10%和40%。
在市场竞争格局中,虽然国外厂家如空气产品和化学品公司、SKM、关东电化公司和三井化学公司等在三氟化氮的生产和销售中占据一定优势,但受原材料主要依赖国内采购的影响,其生产成本和运输成本相对较高。随着半导体产业生产和消费中心向的转移,NF3未来生产向转移的趋势日益明显。
从供给端看,企业如中船重工718所、昊华科技黎明院及南大光电等企业的三氟化氮产能不断增长,已占全球产能的约三分之一。这些企业正逐步打破产品依赖进口的局面,国产化率在稳步提升。
其中,718所作为国内最大的三氟化氮生产企业,现有产能6000吨并规划将产能扩大至1.5万吨。黎明院作为综合性高新技术企业,在含氟气体材料领域具有显著的科研优势和2000吨的年产能。南大光电飞源气体则具备1000吨的三氟化氮产能,并计划再建相同规模的产能。
随着国内市场需求的增加和国产化率的提升,这些头部企业的市场份额有望得到进一步提升。三氟化氮的主要生产工艺包括化和熔盐电解法,各有优劣。而国内及日本生产高纯三氟化氮多采用NH4H氟气熔融盐电解法,欧美则倾向于直接化合法。
根据工业气体工业协会发布的《气体工业“十三五”发展指南》,未来半导体集成电路方面的自主研发及产业化将得到大力推动,这将进一步推动对高纯含氟气体材料的需求。