如果我告訴你，全世界每年為了看不見摸不著的“氣體”，每年要花1萬億人民幣，你相信嗎？

事實(shí)上，這是一個長期被人忽視的工業(yè)領(lǐng)域——工業(yè)氣體。

不管你現(xiàn)在身處何處，環(huán)顧四周，你身邊用到的東西，生產(chǎn)的時候很多都要用到工業(yè)氣體。

最簡單的，比方說我們平時吃的速凍水餃、膨化食品，里面都會充氮?dú)狻?/span>

再比如為了給我們家里的電視做液晶面板，廠商也需要用大量的氮?dú)?，還有氦氣、氫氣、氧氣等等。

復(fù)雜的，手機(jī)里面的芯片，生產(chǎn)過程中也需要用到工業(yè)氣體。

大工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，有很多環(huán)節(jié)是不能暴露在空氣環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)的，還有很多環(huán)節(jié)需要一些特殊氣體參與反應(yīng)。

工業(yè)氣體是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料，廣泛應(yīng)用于各個產(chǎn)業(yè)中，如金屬冶煉、石油化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、食品加工、電子及半導(dǎo)體、環(huán)保、醫(yī)療等、新能源、新材料等，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著戰(zhàn)略性的支持作用，所以也被稱為“工業(yè)的血液”。

就是在這個非常冷門的領(lǐng)域里，有一家市值超過1萬億人民幣的公司，就是德國的林德，是全球大的工業(yè)氣體供應(yīng)商。

一個會讓國人感到垂頭喪氣的消息是：我們在這個領(lǐng)域的國際競爭中，基本上還是個“小弟”的狀態(tài)。

這個領(lǐng)域中越容易做的氣體，我們做得越多、做得越好；

但是越難做的，我們要么沒有，要么很少。

幾乎就是“卡脖子”的字面意思——差口“氣”。

所有人都知道，這幾年國內(nèi)芯片制造工廠如雨后春筍一般冒了出來。

但是這其中很多工廠，他們要用到的很多種工業(yè)氣體，主要依賴進(jìn)口。

沒有這些氣體，你根本做不出芯片來。

這些氣體叫做“電子特氣”。

工業(yè)氣體首先可以分成大宗氣體（比如氧氣、氮?dú)猓┖吞胤N氣體，其次又可以分成電子氣體和非電子氣體。

電子特氣，就是電子特種氣體。

生產(chǎn)一枚芯片，需要100多種電子特氣。

事實(shí)上，在半導(dǎo)體晶圓制造過程中，成本占比大的是硅片，第二大的就是電子特氣了。

根據(jù)中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段集成電路所用的電子特氣中，我國僅能生產(chǎn)約20%的品種，其余品種均依賴進(jìn)口。

一些高端氣體100%依賴進(jìn)口，比如離子注入氣、光刻激光氣等。

有的進(jìn)口電子特種氣體1公斤就要賣幾萬塊錢。

現(xiàn)在全球電子特氣的市場份額，四家外國巨頭占比超過了90%。

看一看這四大家的營收和凈利增長勢頭，就知道這個行業(yè)是一個怎樣的朝陽產(chǎn)業(yè)了。

具體到中國市場，我們的國產(chǎn)化率只有15%。

以稀有氣體，也就是氦氖氬氪氙為例，中國的出口量跟進(jìn)口量完全不在一個數(shù)量級上。

但越是這樣，國產(chǎn)化的機(jī)會越大，相關(guān)企業(yè)的增長空間也越大。

工業(yè)氣體這個行業(yè)有一個很有意思的特點(diǎn)，就是很多企業(yè)都是走了一條“先易后難”的道路。

他們先從大宗氣體入手，站穩(wěn)腳跟，再去攻克特種氣體，尤其是電子特氣。

其中一個原因是研發(fā)電子特氣的大規(guī)模量產(chǎn)需要投入大量資金.

另一個原因是，很多電子特氣的制造過程中，本身就需要用到大宗氣體作為原料氣。

趕上了這幾年半導(dǎo)體國產(chǎn)替代炒得火熱，這些原來做大宗工業(yè)氣體的中國企業(yè)也被寄予了厚望。

接下來我們就簡單介紹幾家氣體“小巨人”。

首先是中國工業(yè)氣體的龍頭——杭氧股份。

杭氧股份是中國一家在本土工業(yè)氣體市場規(guī)模上，能與國際四大家里比較弱小的兩家掰掰手腕的。

1950年，這家企業(yè)就成立了，早是做制氧機(jī)的，后來他們就開始做空氣分離設(shè)備（簡稱“空分設(shè)備”），這種設(shè)備利用深冷方法將空氣中的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤獾葘?shí)現(xiàn)分離，得到純度較高的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤?、液氧、液氮及液氬等產(chǎn)品。

空分設(shè)備在冶金、石油化工、煤化工、電子、航空航天、環(huán)保及醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用廣泛。

換句話說他們很長一段時間也不是做氣體的，是做氣體設(shè)備的。

2009年，杭氧把32000立方米/小時的空分設(shè)備賣到了德國，這是中國次把大型成套的空分出口到空分設(shè)備的發(fā)源地。

杭氧揚(yáng)眉吐氣的一次，是神華寧煤的一個大項目，當(dāng)時對方要采購12套十萬等級的空分設(shè)備，也就是每套設(shè)備每小時能生產(chǎn)10萬立方米的氧氣。

一開始對方要采購10套國外的，只給杭氧留兩套試試，這樣國產(chǎn)的一旦出問題，也不會造成太大影響。

結(jié)果杭氧人不干了，要做就做6套，跟外國人一較高下。

而這個外方，正是空分設(shè)備的全球老大，也是工業(yè)氣體的全球老大林德。

當(dāng)時中國人從來沒做過十萬等級，但杭氧人憑著數(shù)年畢其功于一役的勁頭，拿下了這6套十萬等級設(shè)備。

2017年3月，杭氧套十萬等級空分成功出氧，氧純度達(dá)到99.87%，超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的99.6%，氮純度達(dá)到99.999%，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

這個項目的成功給杭氧帶來了極大的信心，他們隨后提出了從“賣奶?！钡健盃恐膛Ｙu牛奶”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，不僅提供設(shè)備，還要建造氣體工廠，給客戶提供工業(yè)氣體。

時至今日，氣體業(yè)務(wù)已經(jīng)反超空分設(shè)備，成為杭氧的大收入來源。

杭氧的大宗工業(yè)集體供應(yīng)量國內(nèi)領(lǐng)先，為特氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了豐富的原料氣來源。

杭氧科技旗下的杭氧特氣成功開發(fā)了電子級超高純氦、氖、氪、氙及混配氣、同位素等系列產(chǎn)品。

現(xiàn)在杭氧已經(jīng)為全球稀有氣體生產(chǎn)規(guī)模大的特氣供應(yīng)商，并不斷向其他特種氣體進(jìn)發(fā)。

與杭氧不同的是，湖南的凱美特氣走了另一條路切入工業(yè)氣體領(lǐng)域。

一開始，他們做的是石油化工尾氣、廢氣的回收綜合利用。

化工廠排放的廢氣、熊熊燃燒的火炬就是他們的原料。

后來他們就借這個機(jī)會切入了二氧化碳回收，現(xiàn)在是可口可樂在中國大的二氧化碳供應(yīng)商。

再然后，他們就切入了氧、氮、氬、氫這些工業(yè)氣體領(lǐng)域。

凱美特氣控股子公司岳陽凱美特光刻氣產(chǎn)品已經(jīng)獲得了頭部大廠合格供應(yīng)商的認(rèn)證函，公司氖、氪、氙等光刻氣產(chǎn)品有望加速導(dǎo)入國內(nèi)半導(dǎo)體大廠放量。

此外，凱美特氣建設(shè)的巴陵石化9萬空分項目，等稀有氣體提取裝置完成后，可以解決氦、氖、氪、氙粗制原料氣自給。

與杭氧和凱美特氣不同，位于佛山的華特氣體從創(chuàng)立伊始就從稀有氣體——?dú)鍤馇腥肓诉@個領(lǐng)域。

華特氣體的董事長石平湘原來在佛山市二氧化碳研究所和科委工作。

上世紀(jì)90年代，有一次科技部調(diào)查小組到佛山考察集成電路產(chǎn)業(yè)情況，但是當(dāng)時國內(nèi)用于集成電路封裝的特種氣體幾乎全部依賴進(jìn)口。

調(diào)查組的一位工程師得知以后，一拳砸到桌子上：“中國的化工人都是吃素的嗎？”石平湘在一旁，認(rèn)為隨著國內(nèi)制造業(yè)水平提高，特種氣體和工業(yè)氣體需求量肯定會與日俱增。

1993年，他拋下鐵飯碗，創(chuàng)立了廣東華南特種氣體研究所，即華特氣體的前身。

由于資金、設(shè)備、人手有限，他決定先從門檻比較低的工業(yè)氣體門類入手，年就開發(fā)出了用于焊接的氬氣制備技術(shù)。雖然氬氣是一種稀有氣體，但是在大氣中的體積占比達(dá)到了0.934%，是地球大氣層第三多的氣體，所以也是一種大宗工業(yè)氣體。

可是當(dāng)時焊接普遍還在用鉛焊，氬弧焊還沒普及。

于是他們挨家工廠推廣氬弧焊，其中有一家國有的摩托車廠當(dāng)場就拒絕了他們。

結(jié)果幾個月后，這個廠又主動找到石平湘，上門來買氬氣。

原來他們?nèi)グ屠鑵⒓榆囌梗吹絿H同行都在用氬弧焊，不僅能省鋼材，還能把車架賣出2倍的價格。

氬氣打開銷售局面以后，華特氣體下大力氣開發(fā)焊接保護(hù)氣。

隨著在大宗工業(yè)氣體門類站穩(wěn)腳跟，2000年，華特氣體開始往特種氣體領(lǐng)域發(fā)起攻關(guān)。

這是一個小眾市場——品種多，批量小，批次多。

比如半導(dǎo)體用的電子特氣，其中單元特種氣體就有260多種，能配制成25000多種混合氣體。

華特一開始先是切入了醫(yī)療特種氣體領(lǐng)域，比如眼科準(zhǔn)分子激光器技術(shù)所用的特種氣體。

隨著飛秒技術(shù)在眼科替代了這種技術(shù)，他們就把目光轉(zhuǎn)向了集成電路領(lǐng)域的“光刻氣”（稀有氣體和氟氣等的混合氣，氬/氖/氙、氪/氖、氟/氪/氖、氟/氬/氖等）。

因?yàn)檫@兩個領(lǐng)域所用的兩種氣體都含有微量的氟，工藝基礎(chǔ)是相同的。

有了相關(guān)的技術(shù)積累，華特氣體成功研發(fā)出光刻氣，不僅成本低，可靠性還高。

現(xiàn)在全球只有4家氣體公司的光刻氣通過了荷蘭光刻機(jī)巨頭阿斯麥（ASML）的驗(yàn)證，而華特氣體是一家中國公司。

對國內(nèi)12寸集成電路制造廠商，華特已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過85%的客戶覆蓋率，解決了長江存儲、中芯國際、華虹宏力、華潤微電子、士蘭微、英諾賽科、合肥長鑫等客戶多種氣體材料的進(jìn)口制約，還進(jìn)入了英特爾、格芯、德州儀器、臺積電、SK 海力士、三星等全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)供應(yīng)鏈體系。

半導(dǎo)體集成電路工藝流程及所需的部分電子特氣

華特已經(jīng)有不少于15個產(chǎn)品已經(jīng)批量供應(yīng)14納米先進(jìn)工藝，不少于10個產(chǎn)品供應(yīng)到7納米先進(jìn)工藝，2個產(chǎn)品進(jìn)入到5納米先進(jìn)工藝。

作為高技術(shù)壁壘的高附加值產(chǎn)品，特種氣體業(yè)務(wù)的利潤也是更為可觀的，比如2022年，華特氣體特種氣體毛利率達(dá)到30.89%。

而這部分業(yè)務(wù)已經(jīng)取代過去的大宗氣體，成為華特主要的營收來源。

為什么攻克一種又一種電子特氣，這碗飯得一口一口吃？

因?yàn)樗鼘φ麄€生產(chǎn)、運(yùn)輸過程的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通大宗氣體的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了半導(dǎo)體級別的嚴(yán)苛和變態(tài)。

普通工業(yè)生產(chǎn)，大宗氣體純度只要達(dá)到99.99%以上就可以了；而電子特氣純度要求達(dá)到99.999%，高端制程芯片的氣體純度甚至要達(dá)到99.999999%。

有的人覺得后面多幾個9沒什么難的，但這事要從“雜質(zhì)”的角度去考慮，你需要把原本含量已經(jīng)很少的雜質(zhì)，再縮減到百分之一、萬分之一……

因?yàn)樘貧庵械碾s質(zhì)會導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片中的致命缺陷，會嚴(yán)重影響芯片良率，降低芯片產(chǎn)量。

所以氣體純化過程也是一個要求很高、技術(shù)門檻很高的環(huán)節(jié)。

西方的工業(yè)氣體巨頭有的已經(jīng)有100多年的歷史了，他們已經(jīng)走完了這個過程——從大宗氣體邁入特種氣體領(lǐng)域并掌握先發(fā)優(yōu)勢。

而今天中國工業(yè)氣體的很多龍頭企業(yè)，或者說“小巨人”們，大多是在20世紀(jì)末~21世紀(jì)初才成立的，所以我們這個過程才剛剛展開不久。

我們不說氣體，就說一個東西，大家就能感受到這個“追趕”巨頭的難度。

鋼瓶。

電子特氣生產(chǎn)出來，得裝到鋼瓶里，這個瓶子里面得超級干凈。

具體來說，鋼瓶要依次經(jīng)內(nèi)表面清洗及拋光后鋼瓶中的水分使用熱氮?dú)獯祾?，吹掃后裝瓶閥、檢漏，合格后將鋼瓶放入烘箱進(jìn)行真空干燥。

經(jīng)干燥的鋼瓶再做水分含量的檢測，檢測合格后將鋼瓶從烘箱中移出，進(jìn)行外表面處理和檢查，檢查合格后鋼瓶登記入庫。

就是這樣一個“容器”，讓凱美特氣董事長的祝恩福講出了這樣一個故事：

當(dāng)時我們引進(jìn)設(shè)備的時候，老外說要禁這個禁那個，其中一個是鋼瓶，醫(yī)院用的鋼瓶。

中國是全球大的鋼瓶生產(chǎn)國和出口國，我們訂鋼瓶的時候和鋼瓶廠商量能否給我們處理一下鋼瓶。

鋼瓶廠信誓旦旦說，沒問題，你買我的鋼瓶，只要你給錢，我按你說的來做，我們節(jié)省了2000多萬。

但是把鋼瓶買回來后，你可以裝氣了，當(dāng)我們把氣體裝進(jìn)去，抽出來檢測不合格。

我們說鋼瓶廠沒把鋼瓶清洗干凈，后他說我們達(dá)不到這個標(biāo)準(zhǔn)。

不得已我們從美國進(jìn)了一套鋼瓶處理設(shè)備。單一的氣體裝進(jìn)單一的瓶子里，這件事我們也做不到。

林德等跨國巨頭都獨(dú)立開發(fā)了特種氣體配套使用的氣體閥門、管線和標(biāo)準(zhǔn)接口，避免了二次污染，大大提高產(chǎn)品的純凈程度和高純氣體的產(chǎn)量。

而中國企業(yè)的內(nèi)在制造材料和包裝物內(nèi)部處理技術(shù)與國外存在差距，高端的表面處理需求仍然無法解決，超高純氣體用的容器和管道仍以進(jìn)口為主。

所以說，把高端的工業(yè)氣體做好，做到世界，我們還有很多工作要做。

而且即便你好不容易做出來幾批合格產(chǎn)品，你還要過一道難關(guān)：就是經(jīng)歷漫長的客戶認(rèn)證。

我們經(jīng)常會在媒體上看到消息，某某裝置、某某零部件實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化突破。

這個意思是把東西做出來了。

但把東西做出來，跟成功的國產(chǎn)替代是兩碼事。

尤其在半導(dǎo)體這樣的領(lǐng)域，任何原材料、設(shè)備的國產(chǎn)替代都還要過客戶這一關(guān)。

這里壞處是很慢，一般半導(dǎo)體客戶審核認(rèn)證，確認(rèn)你這東西好用、沒問題，需要2-3年的時間，才能進(jìn)入他的供貨“名單”。

好處是一旦雙方建立合作關(guān)系，客戶就不會輕易更換氣體供應(yīng)商，客戶黏性很強(qiáng)。

現(xiàn)在國內(nèi)電子特氣生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在部分細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代。

但具體多少種氣體能進(jìn)入客戶的供應(yīng)體系名單，又有多少氣體真的在出貨供應(yīng)，這個過程只能一點(diǎn)一點(diǎn)向前推進(jìn)。

日拱一卒無有盡，功不唐捐終入海。

比起20世紀(jì)慢慢成長起來的國際工業(yè)氣體巨頭，我們今天的中國企業(yè)面對的環(huán)境已經(jīng)有了極大的改善。

因?yàn)?1世紀(jì)發(fā)展成熟的工業(yè)門類很多，尤其是在中國，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如火如荼地發(fā)展著。而在20世紀(jì)，很多工業(yè)氣體做出來了，甚至都找不到買家。

比如說全球大的林德，早是做冰箱和制冷機(jī)的，在20世紀(jì)末就很自然地開始涉足低溫工程領(lǐng)域，也就是氣體液化的業(yè)務(wù)。

卡爾·馮林德

做這個是因?yàn)?892年，都柏林的一家啤酒廠向林德訂購了二氧化碳液化裝置，但這是林德次做這種裝置。

從二氧化碳液化裝置開始，林德逐漸進(jìn)入氣體液化領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了氧氣和氮?dú)獾姆蛛x。

就在同一時期，新的火焰切割和焊接技術(shù)出現(xiàn)了，液氧正好迎來了新的市場需求。

隨后他們又嘗試從水煤氣當(dāng)中提取氧氣、氫氣、一氧化碳等氣體，還為氫氣找到了個客戶——人造黃油工廠，他們用氫氣來固化脂肪。而從水煤氣中提取出來的氬氣，一開始的用途是生產(chǎn)白熾燈。

水煤氣成功分離，推動他們繼續(xù)分離焦?fàn)t煤氣，作為一種成分非常多的混合氣（而且是廢氣），通過低溫分離能提取出很多有價值的部分，比如甲烷、乙烯、氫氣，隨后他們就掌握了類似焦?fàn)t煤氣分離器的乙烯裝置，打造成了二戰(zhàn)后非常暢銷的產(chǎn)品，這樣他們就等于給聚乙烯材料提供了“前體”（乙烯變成聚乙烯），而聚乙烯打開了塑料時代的大門。

隨后在21世紀(jì)初，由于美國工業(yè)的發(fā)展，氧氣、氮?dú)庑枨笸ⅲ值麓笈e進(jìn)入美國低溫工程領(lǐng)域市場，美國制氧工廠的幾乎所有設(shè)備，從空氣液化器到精餾塔，都是從德國運(yùn)過去的。

整個20世紀(jì)，林德一邊開拓其他領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，比如工程機(jī)械，另外一直在低溫工程領(lǐng)域進(jìn)行長期布局，但是相當(dāng)長一段時間內(nèi)，包括液氫、液氦，都沒有什么應(yīng)用領(lǐng)域。

直到20世紀(jì)80年代以后，醫(yī)療技術(shù)和高能物理當(dāng)中才越來越多地需要使用氦作為低溫超導(dǎo)體。

比如用于醫(yī)療診斷的MRI掃描儀，主要部件是超導(dǎo)磁體，需要-269℃的工作溫度，就需要專用的氦制冷設(shè)備，林德每年能賣出個25臺左右。

還有德國漢堡的強(qiáng)子-電子環(huán)形加速器（HERA），也需要氦氣。

林德為這個項目中的質(zhì)子環(huán)的超導(dǎo)磁體提供了氦氣凈化和真空隔離的環(huán)形管道系統(tǒng)，用于冷卻。

此后林德參與了各種大型超導(dǎo)項目，并將這些項目獲取到的專業(yè)知識用在了日后的液氦、液氫項目中。

1999年，奔馳氫燃料電池車中的林德儲氫罐

再然后，通過一系列的兼并、重組和自主研發(fā)（其他幾家巨頭也是類似的路徑），林德工業(yè)氣體領(lǐng)域的業(yè)務(wù)版圖越來越壯大，從大宗氣體到特種氣體，從非電子氣體到電子氣體，產(chǎn)品包羅萬象。

我們今天不用再為各類產(chǎn)品的應(yīng)用市場發(fā)愁了，但我們需要在很多關(guān)鍵氣體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，而這條路還很漫長。

如果我們對比一下國內(nèi)做得大的杭氧和林德，就會發(fā)現(xiàn)，我們跟對方的體量完全不在一個數(shù)量級上。

杭氧是上市的中國工業(yè)氣體企業(yè)中營收超過100億人民幣的企業(yè)，然而在林德2000億氣體營收和200億設(shè)備營收面前，還是無法與之正面抗衡。

但在這個領(lǐng)域，外企成為巨頭不代表就能夠長期壟斷。

因?yàn)閲a(chǎn)替代浪潮的風(fēng)，已經(jīng)吹到了這個半導(dǎo)體集成電路行業(yè)以及眾多戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)都迫切需要重視的領(lǐng)域。

對于這些下游企業(yè)來說，我國電子特氣產(chǎn)品價格具有明顯的優(yōu)勢，我國高純氣體產(chǎn)品平均價格只有國際市場價格的60%。

重要的是你的東西是不是能跟外國的東西一樣好，甚至比他們更好。

另外，我們還有著“近水樓臺先得月”的優(yōu)勢，因?yàn)楹Ｍ馄髽I(yè)向國內(nèi)供應(yīng)氣體裝置和原料的運(yùn)輸周期長、成本高，比如林德集團(tuán)從美國向上海港船運(yùn)氣體原料需要1個月左右，再由上海港向中國的各地工廠運(yùn)輸原料又需一周左右。

但國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)氣體，可以極大減少運(yùn)輸時間和物流成本，比如華特氣體在半徑200公里內(nèi)均可一日送達(dá)。

無論從市場環(huán)境，從價格優(yōu)勢，從供氣速度各個方面來看，中國工業(yè)氣體企業(yè)都有著充沛的動力去推動更多重要產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。

而隨著營收、凈利規(guī)模的增長，國內(nèi)頭部企業(yè)的研發(fā)投入都在快速增加。

中國主要工業(yè)氣體公司的國內(nèi)市場份額正在穩(wěn)步增長，每年都能提升1-2個百分點(diǎn)。

我們有理由對這條賽道上的國產(chǎn)化水平保持長期樂觀。

就像“碳中和”一樣，大家不要高估短期的變化，同樣不要低估長期的變化。

因?yàn)閷ξ覀儊碚f，世上無難事，只要肯登攀。