2025年中國單晶硅生產(chǎn)制造領(lǐng)域的氬氣市場規(guī)模分析 [圖]

內(nèi)容概要： 在單晶硅生產(chǎn)制造過程中，電子氣體是不可或缺的關(guān)鍵材料，它們參與晶體生長、摻雜等多個核心環(huán)節(jié)，直接影響單晶硅的純度、電學(xué)性能和結(jié)構(gòu)完整性。單晶硅生產(chǎn)中涉及的電子氣體主要包括氬氣、氫氣、磷烷、硼烷等品類。其中氬氣是單晶硅生產(chǎn)中最主要的電子氣體材料。目前在我國單晶硅制造領(lǐng)域，90%~95%的氬氣由是通過建設(shè)氬氣回收系統(tǒng)實現(xiàn)供應(yīng)的；5%-10%的氬氣采取液氬外購模式。2024年中國單晶硅制造行業(yè)氬氣市場規(guī)模為22.8億元，其中基于回收提純技術(shù)的單晶硅制造業(yè)用氬氣市場規(guī)模14.7億元。

關(guān)鍵詞：單晶硅生產(chǎn)制造過程所用電子氣體定義及分類、光伏單晶硅產(chǎn)量、半導(dǎo)體單晶硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模、氬氣市場規(guī)模

一、單晶硅生產(chǎn)制造過程所用電子氣體定義及分類

單晶硅是整塊硅晶體中的硅原子按周期性排列的單晶體，是用高純多晶硅為原料，主要通過直拉法和區(qū)熔法制得。單晶硅是半導(dǎo)體器件、太陽能電池等領(lǐng)域的核心材料。

在單晶硅生產(chǎn)制造過程中，電子氣體是不可或缺的關(guān)鍵材料，它們參與晶體生長、摻雜等多個核心環(huán)節(jié)，直接影響單晶硅的純度、電學(xué)性能和結(jié)構(gòu)完整性。單晶硅生產(chǎn)中電子氣體主要包括氬氣、氫氣、磷烷、硼烷等品類。這些氣體需滿足超高純度（99.999% 以上） 和低雜質(zhì)（如水分、氧含量＜1ppm） 要求。隨著半導(dǎo)體行業(yè)對硅片質(zhì)量要求的提升，電子氣體的純度和穩(wěn)定性控制已成為關(guān)鍵技術(shù)之一。

二、中國單晶硅制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

根據(jù)單晶硅產(chǎn)品的用途，可以分為半導(dǎo)體單晶硅及光伏單晶硅片兩類產(chǎn)品。

（1）光伏單晶硅

在全球光伏市場蓬勃發(fā)展的拉動下，我國光伏行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)持續(xù)擴大，規(guī)模保持快速增長勢頭，我國在光伏產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)也擁有明顯競爭優(yōu)勢，光伏硅片產(chǎn)量已連續(xù)十六年位居全球首位。隨著連續(xù)投料、金剛線切割以及 PERC 高效電池等一系列新工藝和新技術(shù)的普及和應(yīng)用，單晶產(chǎn)品成本及效率優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)，單晶加速取代多晶產(chǎn)品，目前單晶硅片已成為主流光伏硅片，單晶市場份額已由 2018年的45%左右快速上升至 2024 年的接近100%。

（2）半導(dǎo)體單晶硅

半導(dǎo)體單晶硅行業(yè)具有技術(shù)難度高、研發(fā)周期長、資金投入大、客戶認證周期長等特點，全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)進入壁壘較高，行業(yè)集中度高。由于起步晚，受制于先進工程技術(shù)缺失、工藝技術(shù)壁壘、專利及人才缺失、配套產(chǎn)業(yè)薄弱等，中國大陸公司目前所占國際市場份額較小，硅片國產(chǎn)化率較低，存在較大的市場發(fā)展空間。中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體單晶硅生產(chǎn)企業(yè)主要有滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、有研硅、上海合晶、西安奕材、中欣晶圓、超硅股份、奕斯偉等。2014 年以來隨著中國各半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線投產(chǎn)、中國半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷進步與中國半導(dǎo)體終端產(chǎn)品市場的飛速發(fā)展，中國大陸半導(dǎo)體硅片市場步入了高速發(fā)展階段。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《中國氬氣行業(yè)市場全景調(diào)研及投資趨勢研判報告》

三、氬氣在單晶硅領(lǐng)域的規(guī)模

氬氣是單晶硅生產(chǎn)中最主要的電子氣體材料。氬氣是一種無色、無味、單原子、不能燃燒也不能助燃的稀有氣體，因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這使得氬氣在眾多領(lǐng)域都有著不可或缺的應(yīng)用。高純氬氣(純度>99.999%)是單晶硅過程中必不可少的原料。

高純氬氣在單晶硅生產(chǎn)過程中具有多種重要功能：一、在晶硅的熱處理過程中，高純氬氣被用作保護氣體，確保晶硅的純度，防止雜質(zhì)進入，確保晶硅產(chǎn)品質(zhì)量。二、高純氬氣在晶硅晶體生長中可扮演關(guān)鍵角色。氬氣在晶體生長過程中的流速和流動模式將影響晶體的質(zhì)量。三、高純氬氣還具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，可以減少熱能的散失，起到節(jié)能的作用。

隨著中國單晶硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大，中國單晶硅制造行業(yè)氬氣市場規(guī)模從2020年的11.9億元，增長到2024年的22.8億元。

自2017年隆基綠能裝配第一套氬氣回收裝置起，越來越多的光伏單晶硅企業(yè)配備氬回收裝置，目前氬回收已經(jīng)成為全國甚至全球光伏拉晶的一個標準工藝了。在單晶硅制造領(lǐng)域氬氣回收有多種商業(yè)模式，如根據(jù)回收的氬氣量或為客戶節(jié)省的氬氣采購成本收取服務(wù)費用；設(shè)備租賃每月或每年收取租金；設(shè)備銷售等模式。光伏單晶硅制造領(lǐng)域，反復(fù)回收氬模式的存在，使得通過回收裝置供應(yīng)氬成本顯著低于外購液氬成本。2020-2024年伴隨著氬回收裝置在光伏單晶硅制造領(lǐng)域的滲透率提升，基于回收提純技術(shù)的單晶硅制造業(yè)用氬氣市場規(guī)模從2.2億元提升到2024年的14.7億元。

目前氬回收裝置在光伏單晶硅制造領(lǐng)域已經(jīng)普及，2024年光伏單晶硅行業(yè)的氬回收裝置能夠回收90%~95%的氬氣，僅5%~10%的氬仍需要對外采購。半導(dǎo)體單晶硅生產(chǎn)制造領(lǐng)域，用氬量整體規(guī)模遠遠小于光伏單晶硅領(lǐng)域，單一企業(yè)年度液氬采購規(guī)模在幾百到上千萬元，目前業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍采用外購液氬的模式。一方面，光伏及半導(dǎo)體單晶硅生產(chǎn)制造領(lǐng)域需要外購的是高純液氬，相比一般液氬市場價格貴。另一方面，外購液氬增加了氬氣壓縮成本、液氬儲罐成本、人工成本、運輸成本，因此外購液氬單價顯著高于回收氬。盡管近年來中國光伏及半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，但是氬氣回收裝置在光伏領(lǐng)域的普及，以及2022年以來液氬價格的下降，使得光伏及半導(dǎo)體單晶硅領(lǐng)域外購液氬市場規(guī)模自2022年以來持續(xù)下降。2024年光伏及半導(dǎo)體單晶硅領(lǐng)域外購液氬市場規(guī)模為8.1億元。

四、氬氣產(chǎn)業(yè)整體市場規(guī)模

除單晶硅領(lǐng)域外，氬氣還在多晶硅、冶金、機械加工、航空航天等產(chǎn)業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。作為環(huán)境氣體，氬氣用于特種金屬的冶煉，在煉鋼過程中使用氬氣可以縮短冶煉時間，提高產(chǎn)量，節(jié)約電能。氬氣在電弧溫度條件下的惰性使其成為鋁、不銹鋼、銅和鎂合金等高導(dǎo)熱性材料焊接的理想氣體，還可用作熱處理過程中的淬火氣體以及熔爐氣體，提升零件耐性和質(zhì)量。氬氣廣泛應(yīng)用于航空航天和飛機制造業(yè)從制造到飛行的整個過程。太空飛行作業(yè)使用氬氣凈化氫氣系統(tǒng)，地面和飛行流體系統(tǒng)將其用作增壓劑。除此之外，氬氣還用作氣象和其他觀測氣球的升力源。2024年中國氬氣市場規(guī)模為77.9億元，其中包括單晶硅制造在內(nèi)的電子信息產(chǎn)業(yè)氬氣市場規(guī)模為34.6億元。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（www.elizabethfrankierollins.com）發(fā)布的《中國氬氣行業(yè)市場全景調(diào)研及投資趨勢研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。