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湿电子化学品如此火爆,国内企业如何弯道超车?

湿电子化学品是电子工业中的关键性基础化工材料与重要支撑材料,对电子行业发展有着重大影响,其重要性日益突出。而随着下游行业发展驱动,近年来我国湿电子化学品行业也得到了快速发展,产需量、行业规模稳定增长。



什么是湿电子化学品


湿电子化学品,是电子化学品的一个分支,在国际上通称为工艺化学品(Process Chemicals),在美国、欧洲等地被常称为湿化学品(Wet Chemicals),是微电子、光电子湿法工艺(主要包括湿法刻蚀、清洗、显影等)制程中使用的各种液体化学品。


湿电子化学品品类众多。按成分和用途不同,湿电子化学品通常可分为通用化学品和功能性化学品两类。其中,通用湿电子化学品主要以超净高纯试剂为主,是目前化学品中对颗粒物、杂质要求最高的一类化学试剂,一般要求尘埃颗粒粒径控制在0.5μm以下,杂质含量低于ppm(10-6)级。


湿电子化学品质量要求高,是新能源、新一代电子信息技术、新型显示技术的关键性电子化工材料,纯度是其最重要的产品指标,其制造的关键主要在于控制金属离子的含量和尘埃颗粒的数目,湿电子化学品纯度的高低直接影响到电子产品的成品率、电性能以及可靠性。在产品标准方面,我国尚未出台统一的产品质量标准,目前,在全球范围内较为通用的执行标准为国际半导体设备和材料协会制定的SEMI标准。


不同电子元器件的制作对湿电子化学品的纯度要求不同。目前,光伏太阳能领域对湿电子化学品的纯度要求相对较低,一般达到G1水平即可,平板显示和LED领域一般需达到G2、G3水平,半导体领域对湿电子化学品的纯度要求最高,中低端领域应用一般要求达到G3、G4级水平,而部分高端领域应用要求达到G5级水平。未来,随着IC线宽尺寸的减小,也必将对超净高纯试剂中的金属杂质和颗粒的含量提出更高的质量要求。


国内需求高速增长


我国湿电子化学品行业起步较晚,至2010年前后,在国内集成电路、显示面板和太阳能等下游产业快速发展的带动下,我国的湿电子化学品产业才转入快速发展期。


中国电子材料行业协会数据显示,2018年,我国湿电子化学品市场规模约为80亿元,2010—2018年年均复合增长率高达17.5%。


在产量方面,2010年我国湿电子化学品产量仅为15.5万吨左右,而2018年这一数字增长至49.5万吨,2010—2018年年均复合增长率约为15.6%。


在消费方面,2018年,我国湿电子化学品需求量约为90.5万吨,分领域看,显示面板是目前我国湿电子化学品最大的消费市场,消费占比约为37.7%,集成电路领域和太阳能领域消费占比分别为31.2%和31.1%。2010—2020年我国湿电子化学品市场规模及预测详见图1。


近两年,光伏行业受益于国家政策与双碳目标的推动,得以快速发展。根据国际能源署发布的光伏报告,截止2020年底,全球累计光伏装机760.4GW,有20个国家的新增光伏容量超过了1GW,其中中国以48.2GW规模位列全球前一,而2019年中国新增装机量为30.1GW, 2020年中国装机量相比2019年增加了47.2%。


光伏行业的快速发展为其配套产业带来了庞大的市场需求。其中,湿电子化学品作作为光伏行业核心环节——光伏电池片生产应用的关键辅助材料,不可或缺。


光伏电池领域是我国湿电子化学品需求增长的主要来源。根据CPIA的数据, 2020年中国电池片产量为134.8GW,按照3.3吨/MW的单位消耗量,对应湿电子化学品需求量为44.5万吨,相比2018年增加了58%(2018年需求28.16万吨)。


替代传统能源、光伏产品降本是国内外光伏产业维持增长的驱动力。未来,光伏行业将进一步发展,光伏电池用湿电子化学品需求还将持续增长。



数据来源:中国电子材料行业协会


图1 2010—2020年我国湿电子化学品市场规模及预测


我国湿电子化学品的需求增速同国内显示面板、集成电路和太阳能电池的产业发展密切相关,三大应用市场的产量增速同其对湿电子化学品的需求增速基本保持一致。总体来看, 我国三大应用市场对湿电子化学品的需求增速有望保持 15%~20%的增速。


目前国内湿电子化学品生产企业约有40余家,产品达到国际标准,且具备一定生产规模的企业有30多家。这些企业中,外资企业占比很少,多为内资企业和合资企业。其中江苏江阴集中了大量湿电子化学品企业,如江阴江化微、苏州晶瑞化学、江阴润玛、江阴化学试剂厂等,占整个华东地区湿电子化学品产量的40%。


我国湿电子化学品产业面临的挑战


电子信息产业的快速发展为我国湿电子化学品行业带来历史性发展机遇,但同时湿电子化学品的国产化替代也面临着不小挑战,国产化任务依然艰巨。


首先,中国的湿电子化学品整体技术水平与国外企业还存在较大的差距。目前,我国湿电子化学品的主流产能仍停留在G2、G3标准,而国外湿电子化学品生产企业已实现G5标准产品的量产,我国在高端产品领域仍然高度依赖进口。据中国电子材料行业协会统计,在中国大陆半导体市场中,6寸及以下晶圆加工的湿电子化学品国产化率已提高到82%,但8寸及以上晶圆加工的湿电子化学品国产化率还不足20%。


其次,湿电子化学品作为电子信息产业配套性的关键性化工材料素有“一代材料、一代产品”之说,更新换代速度很快。电子信息产品的未来发展趋势直接影响到湿电子化学品行业的发展方向,新产品、新工艺的出现也必将对湿电子化学品提出更高的质量要求,为适应市场需求,国内企业必须加快国产化替代进程才有可能逐步摆脱核心材料受制于人的局面。


最后,湿电子化学品行业的发展离不开国家产业政策和其他产业技术进步的支持,尤其是高端领域产品,技术门槛高,攻坚难度大,需要高端设备、高端人才的支撑,更离不开高强度、持续性的资金投入。在产品推广方面,同样需要借助国家、地方政府的力量,为生产企业提供机会,为试用企业降低风险,突破新产品应用初期的市场瓶颈,激活下游市场的有效需求,共同推进国产化替代进程。


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