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

內(nèi)容概要： 在單晶硅生產(chǎn)制造過(guò)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(zhǎng)、摻雜等多個(gè)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(guó)單晶硅制造領(lǐng)域，90%~95%的氬氣由是通過(guò)建設(shè)氬氣回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)的；5%-10%的氬氣采取液氬外購(gòu)模式。2024年中國(guó)單晶硅制造行業(yè)氬氣市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模14.7億元。

關(guān)鍵詞：單晶硅生產(chǎn)制造過(guò)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(chǎng)規(guī)模

一、單晶硅生產(chǎn)制造過(guò)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(guò)直拉法和區(qū)熔法制得。單晶硅是半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域的核心材料。

在單晶硅生產(chǎn)制造過(guò)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(zhǎng)、摻雜等多個(gè)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(duì)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(guó)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(chǎng)蓬勃發(fā)展的拉動(dòng)下，我國(guó)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(kuò)大，規(guī)模保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，我國(guó)在光伏產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)也擁有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(shì)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(chǎng)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(zhǎng)、資金投入大、客戶認(rèn)證周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)進(jìn)入壁壘較高，行業(yè)集中度高。由于起步晚，受制于先進(jìn)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(guó)大陸公司目前所占國(guó)際市場(chǎng)份額較小，硅片國(guó)產(chǎn)化率較低，存在較大的市場(chǎng)發(fā)展空間。中國(guó)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(lái)隨著中國(guó)各半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線投產(chǎn)、中國(guó)半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷進(jìn)步與中國(guó)半導(dǎo)體終端產(chǎn)品市場(chǎng)的飛速發(fā)展，中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)步入了高速發(fā)展階段。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)氬氣行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及投資趨勢(shì)研判報(bào)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(wú)色、無(wú)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(guò)程中必不可少的原料。

高純氬氣在單晶硅生產(chǎn)過(guò)程中具有多種重要功能：一、在晶硅的熱處理過(guò)程中，高純氬氣被用作保護(hù)氣體，確保晶硅的純度，防止雜質(zhì)進(jìn)入，確保晶硅產(chǎn)品質(zhì)量。二、高純氬氣在晶硅晶體生長(zhǎng)中可扮演關(guān)鍵角色。氬氣在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的流速和流動(dòng)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(guó)單晶硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，中國(guó)單晶硅制造行業(yè)氬氣市場(chǎng)規(guī)模從2020年的11.9億元，增長(zhǎng)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(lái)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(guó)甚至全球光伏拉晶的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)榭蛻艄?jié)省的氬氣采購(gòu)成本收取服務(wù)費(fèi)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(guò)回收裝置供應(yīng)氬成本顯著低于外購(gòu)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(chǎng)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(duì)外采購(gòu)。半導(dǎo)體單晶硅生產(chǎn)制造領(lǐng)域，用氬量整體規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光伏單晶硅領(lǐng)域，單一企業(yè)年度液氬采購(gòu)規(guī)模在幾百到上千萬(wàn)元，目前業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍采用外購(gòu)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(gòu)的是高純液氬，相比一般液氬市場(chǎng)價(jià)格貴。另一方面，外購(gòu)液氬增加了氬氣壓縮成本、液氬儲(chǔ)罐成本、人工成本、運(yùn)輸成本，因此外購(gòu)液氬單價(jià)顯著高于回收氬。盡管近年來(lái)中國(guó)光伏及半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但是氬氣回收裝置在光伏領(lǐng)域的普及，以及2022年以來(lái)液氬價(jià)格的下降，使得光伏及半導(dǎo)體單晶硅領(lǐng)域外購(gòu)液氬市場(chǎng)規(guī)模自2022年以來(lái)持續(xù)下降。2024年光伏及半導(dǎo)體單晶硅領(lǐng)域外購(gòu)液氬市場(chǎng)規(guī)模為8.1億元。

四、氬氣產(chǎn)業(yè)整體市場(chǎng)規(guī)模

除單晶硅領(lǐng)域外，氬氣還在多晶硅、冶金、機(jī)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(guò)程中使用氬氣可以縮短冶煉時(shí)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(guò)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(jī)制造業(yè)從制造到飛行的整個(gè)過(guò)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(cè)氣球的升力源。2024年中國(guó)氬氣市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模為34.6億元。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（elizabethfrankierollins.com）發(fā)布的《中國(guó)氬氣行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及投資趨勢(shì)研判報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)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(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。