一、三氟化氮行业概况
1、物理性质
三氟化氮在常温下是一种无色、无味、性质相对稳定的气体。三氟化氮在微电子工业中作为一种优良的等离子蚀刻气体,在离子蚀刻时裂解为活性氟离子,这些氟离子对硅和钨等化合物,具有优异的蚀刻速率和选择性(对氧化硅和硅)。它在蚀刻时,在蚀刻物表面不留任何残留物,是非常良好的清洗剂,对生产设备腔体的清洗起着良好的作用,在芯片制造、高能激光器方面得到了大量的运用。
三氟化氮的物理性质
资料来源:公开资料整理
2、生产工艺
三氟化氮的主要生产工艺有化学法和熔盐电解法。其中化学合成法安全性高,但具有设备复杂、杂质含量多的缺点;电解法更容易得到高纯度产品,但存在一定的浪费和污染。目前,日本与国内生产高纯三氟化氮的厂家大多采用NH4H氟气熔融盐电解法,而欧美国家则一般采用直接化合法。
三氟化氮生产工艺对比
资料来源:公开资料整理
二、三氟化氮行业应用领域
三氟化氮是一种优良的等离子蚀刻气体,具有优异的蚀刻速率和选择性,而且对表面无污染。在电子工业中,三氟化氮作为蚀刻剂和清洗剂被广泛应用于IC(集成电路)行业、LCD(面板显示)行业等,合计应用占比约为70%;同时在火箭发射中作为氧化剂和推进剂使用。
2021年三氟化氮在不同领域的应用占比
资料来源:公开资料整理
相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国三氟化氮行业市场调研及未来发展趋势预测报告》
三、三氟化氮行业发展现状
(一)电子特气市场
三氟化氮是国产化较为成功的电子特种气体品种之一,其在我国的发展体现了一个自研产品从无到有、快速增长、获得市场主导权的过程。近年来全球电子特气市场规模持续扩张,2021年达到45.3亿美元,同比增长8.37%。
2016-2021年全球电子特气市场规模及增速
资料来源:SEMI,TECHCET,华经产业研究院整理
(二)三氟化氮市场
1、全球产量及需求量
2017-2020年,全球三氟化氮产量及需求量持续增长,总体上看供大于求。2020年全球三氟化氮产量为4.49万吨,同比上升2.98%,需求量为3.11万吨,同比上升0.97%。受益于下游集成电路制造工厂产能扩张、集成电路制程技术节点微缩、3D NAND多层技术的发展,芯片的工艺尺寸越来越小,堆叠层数增加,集成电路制造中进行刻蚀、沉积和清洗的步骤增加,高纯三氟化氮的需求将快速增长,预计2025年全球三氟化氮产量有望增至6.33万吨,需求量有望达到6.37万吨。
2017-2025年全球三氟化氮产量及需求量情况
资料来源:TECHCET,华经产业研究院整理
2、中国产量及需求量
我国对三氟化氮的研究始于20世纪80年代,近年来随着国内集成电路、显示面板产业的快速发展,三氟化氮的需求急剧上升。据测算,2015-2021年,我国三氟化氮产量由2683.7吨增长至13318.1吨,期间CAGR为30.6%;需求量由3585.4增长至14340.5吨,CAGR为26%。
2015-2021年中国三氟化氮产量及需求量情况
资料来源:公开资料整理
3、中国进出口情况
从进出口数量来看,近年来,我国三氟化氮进口量呈波动变化趋势,2022年1-8月,完成进口量118.34吨。出口量整体呈增长态势,2022年1-8月,完成出口2234.14吨。
2017-2022年8月中国三氟化氮进出口数量统计
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
按出口金额计,2021年,中国三氟化氮主要出口到中国台湾、日本、马来西亚、新加坡、美国、韩国等地,其中中国台湾的出口额最高,达2952.59万美元。
2021年中国三氟化氮出口目的地出口额分布
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
五、电子特气行业政策
作为集成电路、显示面板、光伏能源等国家战略产业的关键基础原料,进口依赖度较高的电子特气成为了我国发展科技、新能源道路上的“卡脖子”环节,电子特气的供应安全问题亟待解决。自2009年起,国家发改委、科技部及工信部等多部门相继出台多项产业相关政策,明确了特种气体的新材料产业属性,有力推动了行业的快速发展,电子特气国产化趋势加速。
电子特气行业相关国家政策
资料来源:公开资料整理
六、三氟化氮行业竞争格局
1、企业产能
三氟化氮国内产能持续扩大,飞源气体加码含氟特气。国内三氟化氮主要生产商包括飞源气体、中船重工718所、昊华科技、雅克科技等。中船重工718所是国内最大的三氟化氮生产商,现有6000吨/年产能,计划未来扩至1.5万吨/年。昊华科技子公司黎明院与韩国大成合作建设了2000吨/年NF3项目,新建产能3000吨/年的NF3项目,预计该项目2022年达产。飞源气体三氟化氮现有3800吨/年产能,计划选择乌兰察布作为做强做大三氟化氮等高纯氟系电子材料项目的实验田,加码含氟电子特气,总体投资规模不低于12亿元,扩产后三氟化氮总规模将是现有产能2倍。
国内三氟化氮产能
资料来源:各公司公告,华经产业研究院整理
2、重点企业--昊华科技
昊华科技是国内具备高纯度三氟化氮研制能力的领先企业。数据显示,2017-2021年公司的产量份额保持在16-22%左右。后续公司将扩产3000吨/年三氟化氮,总产能达到5000吨/年。公司凭借技术优势及成熟的销售渠道,已与京东方等下游领先企业建立了稳固合作关系。
2017-2021年昊华科技三氟化氮产销量及库存量
资料来源:公司公告,华经产业研究院整理
七、三氟化氮行业展望
国内集成电路产业蓬勃发展,产业链的自主可控成为行业共识,下游集成电路厂商正处于密集扩产周期,以及芯片技术节点缩短、3DNAND等新工艺发展,为国内三氟化氮市场需求带来巨大增长空间。预计随着国内集成电路产线陆续投产,三氟化氮需求量快速增长,未来几年将出现较大的供应缺口。
华经产业研究院对中国三氟化氮行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国三氟化氮市场发展前景分析及行业投资规划建议报告》。