三氟化氮作为清洗、刻蚀气体,在集成电路和显示面板等领域均有广泛的应用。根据 TECHCET 数据,2020 年三氟化氮全球总需求约 3.11 万吨。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 年全球需 求增长至 6.37 万吨左右,需求量增长空间超过 1 倍、年复合增长率达到约 15%。
数据来源:TECHCET
根据 TECHCET 数据,2017-2020 年,全球三氟化氮的需求较为平稳,总体供给大于需求,但是不同地区间市场情况存在差异,国内三氟化氮呈现供不应求 状态。2021 年开始全球三氟化氮需求将快速增长,与供给的差额逐渐缩小,主 要系集成电路工艺技术进步、工厂扩产,以及汽车智能化等趋势带来新的芯片需 求,进而带动电子特种气体的使用需求增长。预计至 2025 年,全球三氟化氮的 需求量将超过供给,出现供应缺口。
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。 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。根据智研咨询数据,2015 年国内三氟化氮需求量达 3,585.4 吨,至 2021 年增长至 1.43 万吨,累计增幅约 3 倍,年均复合增长率高达 26%。
受产业政策的引导,集成电路等产业投资加速, 生产规模迅速扩大,加之主要原料国产化率持续提升,供需两端多重因素的叠加,助力国内三氟化氮需求持续向好。在我国三氟化氮的需求量快速增长的背景下, 国内供给无法满足市场需求。为匹配下游客户日益增长的用气需求,派瑞特气等 国内企业的产能也快速扩张。
注:上图根据思瀚咨询数据测算。
三氟化氮国产化较为成功,主要受技术、产品、产能、市场等方面因素的共同驱动,具体如下:
(1)七一八所是国家级的化学化工专业研究所,具有深厚的人才技术储备;由于国防产品的研发需要,七一八所较早地开始从事三氟化氮的研究开发工作,并于 2002 年成功研发出纯度高达 99.9%的三氟化氮气体,填 补了国内空白,打破了国外技术垄断。
(2)2013 年,七一八所作为国家 02 专 项高纯电子气体研发和产业化项目的牵头单位,将三氟化氮品质提升作为研发攻 克的重点方向之一,成功提升了产品纯度,并且四氟化碳等杂质含量大幅降低, 实现了气体质量的在线监控,产品质量达到国际领先水平。
(3)中船特气的三氟化氮工艺技术经过了反复的测试和实验、长期的改进和积累,自主研发和设计主 要生产设备,打通了大规模产业化的工艺路线。
(4)立足优良的产品质量和大 规模生产能力,中船特气率先取得国外知名厂商认可,而产品价格只有国外同类产 品的三分之一,能够满足客户的大规模采购需求,此后国内半导体知名企业积极协助公司开展产品认证工作,开始了在国内市场的大范围推广。