氟材料行业资讯

行业分析

（一）氟化工基本情况

1.        含氟聚合物行业

氟化工是我国具有特色资源的优势产业，产业水平在国际上具有较高的地位。近年来我国氧化工产业形成了无机氧化工、氟碳化学品、含氟聚合物及含氰精细化学品四大类氟化工产品体系和完整门类。其中，含氟聚合物的起源和发展始终是同其在现代工业特别是尖端武器为代表的军工业和以航空航天为代表的高科技密切联系在一起的，有无强大的含氟聚合物工业常被看作国家现代产业、现代科技、现代国防的重要标志之一。

伴随未来几年在高性能、高附加值氟产品等应用领域的不断深入，我国氟化工产业快速发展的势头有望延续。

图表1从萤石到含氟聚合物的产品链结构

含氟聚合物是指高分子聚合物中同C-C链相连接的氢原子部分或全部被氯原子取代的一类聚合物。氧化工产业链中，随着加工深度增加，产品的附加值和利润率呈几何级数增长，含氟聚合物是氧化工高附加值领域，国家级鼓励发展方向之一。含氟聚合物主要大致分为氰树脂和氟橡胶两类，二者所需单体和生产工艺有相似之处。其中，氟树脂(氟塑料)是最重要的一种氟聚合物，由于其特殊的结构，使得氟树脂在耐热性、耐酸性、耐碱性、耐药性等多方面有优良的表现。

图表2 氟聚合物价值量及常见的氟树脂

2.     PFA行业

（1）PFA介绍

PFA是TFE与PPVE的共聚物，具有良好的加工性能。四氟乙烯（TFE）与全氟丙基乙烯醚（PPVE）的共聚物，简称PFA，又称可溶型聚四氟乙烯。它拥有优良的化学稳定性、物理机械性、电绝缘性、润滑性、不黏性、耐老化性、不燃性和热稳定性。与PTFE相比，PFA最大的优点是可熔融加工，即可采用常规的热塑性树脂加工方法加工。另外，PFA在高温下的机械强度是普通PTFE的2倍左右。PFA中的共聚单体PPVE含量为1%-10%，少量PPVE的引入，使少量碳原子连接的氟原子被全氟丙氧基所取代，增加了链的柔性，改善了聚合物的熔体粘度，可用一般加工工艺进行热塑加工，用注射、挤出、吹塑等方法，比PTFE成型出形状更复杂的制品，同时保持了聚四氟乙烯优良的物理机械性能、电性能和化学性能等性能。

图表3 PFA生产工艺

PFA保留了PTFE绝大部分优良性质，且更易于加工。PTFE是目前应用最为广泛的氟材料，拥有特别耐低温、特别耐腐蚀（王水都不能将其腐蚀)、特别难浸湿（浸泡一年不会膨股）、高润滑、不粘附、低介电常数等优良特性，被称为“塑料王”。但由于其不易加工的缺点导致制造工艺复杂、设备投入高、生产效率低、损耗大。

PFA与PTFE的相同点。PFA和PTFE都显示出优异的化学性质，如抗腐蚀剂、不溶解和不易燃，两者在电介质、耗散和表面电阻率的电特性方面实际上是相同的。即使在临界熔点(工作温度)额定值下，这两种材料也具有相同的特性。

PFA在部分性能指标上优于PTFE。(1)PFA的机械加工性能优于PTFE。PFA最大的优点是可通过常规加工工艺熔融加工，即可采用常规的热塑性树脂的注射成型以及螺杆挤出等加工方法加工。少量PPVE的引入，有效抑制了PTFE的结晶过程，赋予了PFA良好机械加工性能，同时保持了聚四氟乙烯优良的物理机械特性、电性能和化学性能等性能。(2)PFA在常温下的抗蠕变性及高温下的机械强度优于PTFE。PFA在负载下的变形(蠕变)指标上更优，具有更高的抗蠕变性能。另外，PFA在高温下的机械强度是普通PTFE的2倍左右。(3)PFA的电强度优于PTFE。PFA具有与PTFE相同的介电常数以及非常相似的耗散因数，但PFA的个电强度比PTFE高三到四倍，耐辐射性能优异。(4)PFA的柔韧性以及耐盐雾性优于PTFE。PFA在柔韧性耐盐雾性方面优于PTFE，尤其是在管道应用方面。

除了保持了PTFE的各种特性外，PFA易于加工，在熔点以上能熔融流动，可用挤出和模塑等方法加工。所以，PFA是普通PTFE优良的的替代品。

图表4 PFA与其他氟塑料综合性能对比

PFA广泛应用于传统工业中，在半导体领域的应用不断扩展。工业中，PFA常被作为防腐涂层、防老化涂层、特种过滤纤维、反应釜内衬、管材内村、光缆外皮、宇航器材等，广泛应用于建筑、化工、机械、电气、航天、医疗等众多领域。PFA材质的洁净等级(金属离子溶出和杂质颗粒溶出量非常非常小)会比PTFE高，所以近些年来PFA在半导体工业中大量应用， PFA是制作硅片承载器、管道及其配件、半导体零件的主要材料之一。例如，氢氟酸由于腐蚀性强，高纯氢氟酸生产设备的内衬材料一般使用PFA；由于PFA不易受到微粒污染，表面清洁度高，适合用于制造芯片的湿法工艺流体加热；半导体产业部分原料等属于易燃、易爆、强腐蚀的危险品，PFA是包装、运输最常用的材料之一。此外，PFA还可用作半导体片托架、药液用管、接头、瓶、槽的内衬材料等。

图表5 PFA应用领域

（2）PFA供给

近两年来，全球PFA年产产量约7000-8000吨左右，海内外含各占一半产能。据Nordic Councilof Ministers，2004-2010年，全球PFA产量较为稳定，年产量在5100-5800吨左右。近几年，PFA产能出现了明显增曾长，截至2022年11月，全球PFA产能约1万吨，产量约7000-8000吨。国内外产能各占50%。

其中，海外市场中，杜邦、大金占据绝大部分市场份额。海外PFA的主要生产厂家在有杜邦、大金、旭硝子、3M和索尔维公司，据《EnvironmentInternational》，杜邦(科慕)、大金、索尔维是全球前三大PFA生产商，市场占有率分别为55.4%、27.2%、10.9%。

图表6 PFA主要生产厂家

国内PFA厂商产能较低，且以低端料为主，高端料国产化进程加快。国内PFA主要供应商有巨化股份、三爱富、东岳集团等，目前国内PFA厂商产能较低，且生产工艺不成熟，产品多应用在低端领域，高端PFA主要依赖进口。永和股份2021年发布公告称，在邵武永和利用FEP装置共用生产线生产PFA，新增PFA最大规模0.3万吨/年。

PFA市场规模在2021年达3.6亿美元。目前氟树脂产品还是以PTFE为主导，据横州博智（QYR）的统计及预测,PFA在化学工业、电子电气设备、精密设备等领域广泛应用，随着下游产业的发展，PFA市场需求快速攀升，市场规模不断扩大，2021年全球PFA市场价值为3.6亿美元，预计到2028年底将达到4.6亿美元,2021年至2028年间复合增长率为2.4%。

（二）PFA接口、阀门在半导体零部件中的应用

1.        应用情况

半导体设备零部件可以分为机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、光学类等几大方面。其中机械类零部件在半导体设备成本中占比最高，达到了20-40%，电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类产品占比普遍在10-30%之间。

图表7零部件组建在设备中成本占比

更细分来看，以盛美上海招股书披露的2020年度原材料采购数据为例，机械类产品中腔体零部件和腔体柜占据主要份额，达到21.61%。气路类分布相对均衡，阀门、过滤器、泵、流量计占比相对较高。值得注意的是，盛美2020年销售收入中清洗设备占比较高超过80%，各年度间因出货结构、产品迭代等因素，原材料采购结构亦有变动，该细项拆分比例仅作为大致范围的参考。

图表8盛美上海清洗设备成本拆分

2.     市场规模

为了测算工艺零部件产品的市场规模，依据富创精密招股说明书给出的相关数据，假设机械类零组件在半导体设备成本中占比约为30%，其中工艺零部件占比约55%，腔体柜+结构件等占比约45%。气路类零部件在设备成本中占比约为25%，其中阀门/过滤器/泵占比均为20%，流量计占比约为15%，接头占比约为7%。

对于设备成本的构成，根据A股已上市半导体前道设备企业毛利率平均值取设备毛利率为45%；根据盛美上海招股书数据，主营业务成本中人工成本占比达到94.47%，则原材料成本在半导体设备销售额中占比约为42%。根据SEMI数据，2021年中国晶圆制造设备销售规模约为2000亿人民币，预计2022年增长至2480亿人民币。

综合以上假设和数据，2022年中国半导体设备零部件市场规模约为1040亿人民币，其中阀门和接口占输送类零部件较大比重，市场规模分别为52.09/18.23亿人民币。

图表9半导体设备接口阀门市场测算

半导体设备整体的阀门和接口的市场规模已经测算，公司产品主要以PFA为原材，因此需要对市场规模进行进一步细分。管路类零件在不同的设备中应用是由极大区分的，干法设备中常用的气体包括氟碳类、惰性气体等，所采用的材料一般为铝、不锈钢等，主要制造难度在于零部件的高精度加工和表面处理，与腔体类似；而湿法设备的管路系统需要承载硫酸、盐酸等强腐蚀性化学药剂，为了保证洁净度一般需要采用PTFE、PFA等高分子材料，其中PTFE材料熔融态粘度较高，需要采用烧结方法加工，工序步骤较多，杂质含量较高，主要面向低制程等级设备；PFA材料可以采用熔融方式加工，且成品表面会形成一层薄膜，后处理相对简单，纯净度较高，但加工难度更高，主要面向高制程等级设备。

图表10对应国产化设备市场测算

综合以上假设和数据，2022年国产刻蚀、清洗和CVD设备对应市场规模约为164.87亿人民币，其中阀门和接口占输送类零部件较大比重，市场规模分别为3.46/1.21亿人民币。公司PFA类产品对应2022年市场空间大致在4.67亿元，对应2023年市场空间大致在6.41亿元。

3.     下游驱动力

（1）晶圆厂招标持续落地拉动国产设备增长

中芯国际日前发布2023年一季度报告并预计Q2产能利用率和出货量都要高于一季度，销售收入环比持续增长，打消市场担忧，好于市场预期。资本开支方面，中芯国际依据扩产计划推进相应的资本开支，目前，中芯深圳已进入量产，中芯京城预计下半年进入量产，中芯东方预计年底通线，中芯西青还在建设中。此外，存储扩产好于先前预期，晋华、粤芯等二三线晶圆厂合计资本开支有望持续提升，行业景气度不是国内晶圆厂扩产主要矛盾，后续国内晶圆厂招标大规模启动是大概率事件，国内半导体设备公司订单有望持续兑现。

（2）设备国产化率提升，国产设备商快速崛起

半导体是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性产业，其中设备是产业链的支撑环节。继2022年10月美国对中国大陆半导体设备制裁升级后，2023年荷兰、日本相继加入限制阵营，海外制裁升级背景下，看好晶圆厂加速国产设备导入，2023年半导体设备国产化率提升有望超出市场预期。

（3）核心零部件市场规模超150亿美元，国产化率不足10%

半导体设备零部件约占设备价值量的50%，2022年国内半导体设备市场规模预计约300亿美金，对应半导体设备零部件市场规模为150亿美元。由于起步较晚、技术壁垒高，核心半导体设备零部件国产化率不足10%，国产零部件厂商成长天花板极高。2022年6家A股半导体设备零部件上市公司实现营业总收入131亿元，同比+33%，归母净利润19亿元，同比+63%，利润增速强于营收，板块业绩增速上行，主要受益海外半导体产业链高景气和国内零部件国产化，各厂商加速产能释放，规模效应摊薄费用。其中，纯度最高、产品线最广的平台型厂商富创精密上市进入高速扩张期，营收、归母净利润同比+83%/94%，表现显著优于行业。