Compréhension de l'Industrie des Gaz Spéciaux pour Semiconducteurs Nationaux

1. Alimentation industrielle
Par rapport aux grandes puces en silicium utilisées pour fabriquer des circuits intégrés, l'application de gaz spéciaux dans les semi-conducteurs est relativement peu connue du grand public. On les appelle la “ nourriture ” et la “ source ” des semi-conducteurs et des matériaux d'affichage planaires et ils constituent un matériau stratégique indispensable pour la fabrication de semi-conducteurs.

 

Cette catégorie est présente dans le système industriel chinois depuis 30 ans, mais ce n'est qu'au cours des 10 dernières années qu'elle s'est réellement développée. Selon le rapport de prévision et d'analyse sur la production, la demande commerciale et les investissements de l'industrie chinoise des gaz spéciaux publié par l'Institut de recherche prospective de l'industrie, les gaz spéciaux sont principalement utilisés dans les domaines de l'électronique, de l'industrie chimique, du traitement médical et de la protection de l'environnement, parmi lesquels l'industrie électronique représente environ 41 %.

En bref, la fabrication de puces implique cinq étapes de production : la préparation des tranches de silicium, la fabrication des tranches de silicium, le test/ tri des tranches de silicium, l'assemblage et le conditionnement, et le test, et le test final, qui sont indépendants les uns des autres, tandis que les gaz spéciaux sont plus ou moins impliqués dans tous les aspects.

 

Par exemple, pour fournir l'énergie nécessaire au système de réaction, il est nécessaire de déposer une couche de film solide sur la surface de la tranche de silicium par mélange de gaz. Ce processus est appelé “ Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ”. Les gaz spéciaux couramment utilisés comprennent l'azote de haute pureté, le silane, etc. ; un autre exemple, le tétrafluorure de carbone de haute pureté, l'hexafluoroéthane de haute pureté et autres gaz à base de fluor sont le principal milieu utilisé dans le processus de gravure..

Le tétrafluorure de carbone est utilisé dans le gaz de gravure au plasma.

 

Selon l'application, les gaz spéciaux peuvent être divisés en gaz de dopage, gaz épitaxial, gaz d'implantation ionique, gaz LED, gaz de photolithographie, gaz porteur et gaz de dilution. Parmi eux, gaz de photolithographie est la source d'ultraviolet profond produite par les machines de lithographie. La longueur d'onde de la source lumineuse générée par différents gaz de photolithographie est différente, ce qui affecte directement la résolution de la machine de lithographie, et est l'un des cœurs de la machine de lithographie.

 

Les gaz spéciaux ont des exigences extrêmement strictes en matière de pureté, de composition, de teneur maximale en impuretés nocives, d'emballage et de stockage des produits, etc., qui appartiennent à des produits de haute technologie et à haute valeur ajoutée.

 

Actuellement, il existe plus de 110 types de gaz spéciaux utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs, et 20 à 30 types sont couramment utilisés, représentant 14 % de la demande de matières premières, juste après les grandes tranches de silicium.

 

En tant que matériau clé indispensable, le développement rapide de l'industrie nationale des semi-conducteurs a entraîné une augmentation substantielle de la demande de gaz spéciaux. Selon les données de l'Association chinoise de l'industrie des semi-conducteurs, en 2018, le marché chinois des gaz électroniques spéciaux a atteint 12,16 milliards de yuans, avec une croissance de 11,2 % en glissement annuel, représentant 38,15 % du marché mondial; on estime que cette taille atteindra 23 milliards de yuans en 2024. À l'échelle mondiale, la demande de gaz électroniques spéciaux augmente également. En 2018, le marché mondial des gaz électroniques spéciaux pour circuits intégrés a atteint 4,51 milliards de dollars US (environ 31,87 milliards de RMB)，avec une augmentation de 15,9 % en glissement annuel.

 

En tant que pierre angulaire de l'industrie de haute technologie, comme l'Internet, les communications aérospatiales, la conduite autonome, le développement de la position de la Chine dans la compétition internationale. Par conséquent, en tant que demande inélastique de la production de semi-conducteurs, les gaz électroniques spéciaux constituent une filière de croissance à fort potentiel..

 

Après des années d'accumulation technologique et de fusions et acquisitions, le marché mondial des gaz industriels a formé un oligopole de “ quatre entreprises gazières ”. Le droit de parler de l'industrie des gaz spécialisés est également fermement détenu par Air Liquide Inc, Linde Inc, Praxair Inc, et Air Products & Chemicals Inc.

 

Actuellement, les gaz spécialisés de la Chine sont principalement importés. En février 2018, les importations chinoises de gaz spécialisés s'élevaient à 2,451 milliards de dollars US, tandis que la valeur des exportations n'était que de 146 millions de dollars US. Cela signifie que si des entreprises étrangères ou le gouvernement saisissent cette occasion pour imposer des sanctions à l'industrie chinoise des semi-conducteurs, la capacité existante des entreprises nationales de gaz spécialisés ne pourra pas assurer un réapprovisionnement efficace.

 

2. Des années de pénurie

Pourquoi les gaz électroniques spécialisés de la Chine sont-ils contrôlés par d'autres ? La réponse réside dans le processus de développement de l'industrie des semi-conducteurs.

 

Dans les années 1950, l'industrie chinoise des semi-conducteurs en était encore à ses balbutiements. Au cours du premier et du deuxième “ plan quinquennal ”, les semi-conducteurs ont été inclus comme projets scientifiques et technologiques clés. Cependant, en raison des changements drastiques de la situation politique internationale et nationale, l'État a presque cessé d'investir dans les semi-conducteurs.

 

Après la réforme et l'ouverture, le développement de l'industrie chinoise des semi-conducteurs a été remis sur la table. Mais l'écart avec les pays étrangers est déjà énorme.

 

Pendant ce temps, les États-Unis, le Japon, la Corée du Sud et d'autres pays ont accumulé plus de 10 ans d'expérience dans le domaine de l'industrie électronique. L'industrie des gaz électroniques spécialisés a également été subdivisée à partir de l'industrie des gaz industriels en raison du développement rapide des semi-conducteurs et a progressivement développé de nombreuses entreprises de premier plan et des modes de coopération internationale matures.

 

Au milieu des années 1980, Air Products & Chemicals Inc (APCI) est entrée en Chine et est devenue la première entreprise gazière étrangère à investir en Chine. Elle vend principalement des équipements de gaz industriels tels que des équipements de séparation d'air et de production d'oxygène aux entreprises sidérurgiques et chimiques nationales. Il convient de noter qu'à cette époque, APCI avait déjà commencé à fournir une petite quantité de produits de gaz spécialisés à la région de Pékin-Tianjin pour répondre aux faibles besoins de production de l'industrie électronique.

 

Par la suite, des entreprises gazières du monde entier ont successivement investi en Chine, en créant soit des entreprises individuelles, soit des coentreprises pour établir des usines, afin de conquérir le marché chinois. Pendant un temps, les coentreprises avec des entreprises nationales fournissant des politiques, des usines, de la main-d'œuvre et des entreprises étrangères fournissant la technologie et l'équipement ont fleuri dans toute la Chine. À la fin mai 1995, les entreprises gazières étrangères avaient investi plus de 520 millions de dollars US en Chine, et environ 58 entreprises gazières en coentreprise avaient été créées.

 

Avec l'approfondissement de la réforme et de l'ouverture, l'industrie gazière chinoise a pu combler le fossé technologique et en équipements grâce aux avantages d'autres pays. Cependant, cela a également posé un danger caché pour le développement de l'industrie chinoise des gaz spécialisés.

 

Au cours de cette période, la plupart des processus de conditionnement et de test introduits par l'industrie chinoise des semi-conducteurs avaient une faible teneur technique, ce qui a placé l'industrie chinoise des semi-conducteurs dans une position défavorable dans la chaîne d'approvisionnement et a directement affecté le niveau de production et d'approvisionnement des gaz spécialisés en amont. En même temps, parce que la force motrice du développement aval dépendait entièrement des investissements politiques, accordait de l'importance aux résultats et aux bénéfices à court terme, manquait de concepts à long terme, cette pensée de boire du poison pour étancher la soif s'est répandue dans le domaine des gaz spécialisés. En coopérant avec des entreprises étrangères, de grands bénéfices pouvaient être obtenus, et en outre, l'écart technologique était énorme, de sorte que peu d'entreprises pouvaient s'installer pour s'engager dans la R&D.

 

Au contraire, pour maintenir leur position de leader, les entreprises gazières étrangères de pointe investissaient d'énormes sommes d'argent en R&D chaque année. Prenant 1995 comme exemple, l'investissement en R&D le plus bas des entreprises gazières était de 61 millions de dollars US, le plus élevé était de 144,6 millions de dollars US, ce qui représentait la proportion la plus élevée des bénéfices nets de 36,75 %.

 

Il convient de mentionner que cette année-là, la British BOC Processing Equipment Company a également conçu et développé un équipement de production d'azote assemblé sur site, particulièrement adapté à la production dans les domaines de l'électronique, des métaux et autres.

 

L'industrie chinoise des gaz spécialisés, qui manque de capacité de recherche et développement indépendante, ne peut que regarder le dos du géant. La Chine prenait de plus en plus conscience que la stratégie d'échanger le marché contre la technologie n'était finalement pas une solution à long terme. En juin 2000, l'État a pour la première fois élevé l'industrie des semi-conducteurs au rang stratégique national et a publié les “ Politiques visant à encourager le développement de l'industrie du logiciel et de l'industrie des circuits intégrés ” (c'est-à-dire le “ Document n° 18 ”) pour revitaliser l'industrie des semi-conducteurs. En septembre de l'année suivante, pour mettre en œuvre le “ Document n° 18 ”, la “ Lettre de réponse du Bureau général du Conseil d'État sur l'amélioration de la politique de développement de l'industrie du logiciel et de l'industrie des circuits intégrés ” a été publiée.

 

Cependant, en raison des limites des conditions historiques, les deux documents se sont concentrés sur la localisation des semi-conducteurs, sans pouvoir prendre en compte les contraintes des gaz spécialisés en amont et d'autres industries de matières premières sur les semi-conducteurs. Jusqu'en 2020, “ Plusieurs politiques visant à promouvoir le développement de haute qualité de l'industrie des circuits intégrés et de l'industrie du logiciel dans la nouvelle ère ” ont été publiées, la répartition de l'industrie chinoise des semi-conducteurs est passée de la spécialisation dans la production de circuits intégrés à l'ensemble de la chaîne industrielle des semi-conducteurs.

 

” Comme le “ fondateur des deux bombes ” Qian Xuesen a déploré : “ dans les années 1960, nous nous sommes consacrés aux ” deux bombes et un satellite “, et nous avons beaucoup obtenu ; dans les années 1970, nous ne nous sommes pas engagés dans les semi-conducteurs, donc nous avons beaucoup perdu. ».

 

3. Tournant

Zhang Rujing, le fondateur de SMIC International, a dit un jour : “ L'industrie des semi-conducteurs doit être investie sur une longue période, et les employés concernés doivent également pouvoir supporter la solitude. ” Après la publication du “ Document n° 18 ”, la Chine a commencé à se consacrer à la recherche sur la technologie des semi-conducteurs. Les entreprises nationales de gaz spécialisés ont également suivi le rythme et ont commencé à surmonter les difficultés techniques, obtenant quelques résultats.

 

Lors de la 14e Conférence nationale SSpécialisé Gaz en 2010, les acteurs de l'industrie ont commencé à crier avec confiance : “ Le gaz spécialisé national doit devenir la force principale des secteurs des puces, des LED, des cellules solaires, etc. en Chine. Ce n'est qu'une question de temps ! ”

 

Cette confiance découlait du grand rôle que l'ammoniac national de haute pureté avait joué dans le domaine solaire. À cette époque, le marché intérieur avait besoin d'environ 1 000 tonnes de tétrafluorure de carbone de haute pureté par an, avec une pureté de 99,9995 %, ce qui répondait essentiellement à la demande. Sur cette base, les praticiens des gaz spécialisés étaient heureux de croire que les entreprises nationales possédaient déjà une capacité de production à grande échelle, que la localisation était la tendance générale, et “ l'ère du ” avoir un prix mais pas de marchandises » avant la crise financière était fondamentalement terminée ».

 

Cependant, le développement de la réalité a prouvé que « une telle conclusion est encore prématurée. ». Une seule percée technologique n'a pas rendu les entreprises chinoises de gaz spécialisés fières. Les statistiques de SAI ont montré « qu'en 2019, le géant mondial du gaz détenait encore 88 % de part de marché du marché chinois des gaz spécialisés; « ; les entreprises nationales ne détenaient que 12 %, ce qui peut être décrit comme survivant dans les interstices. ».

Part du marché national des gaz électroniques

 

Selon les initiés de l'industrie, les secteurs en aval nécessitant une haute précision, tels que les circuits intégrés à très grande échelle et les nouveaux panneaux d'affichage, ontune sélection rigoureuse des fournisseurs de gaz, des cycles de certification longs et une forte fidélité de la clientèle. En outre, les clients présentent les caractéristiques d'une grande variété, de petits lots et d'une fréquence élevée pour l'approvisionnement en gaz spéciaux. Ils espèrent non seulement que les fournisseurs peuvent offrir un service de gaz intégré, mais ont également des exigences plus élevées en matière de capacité de service global et de capacité de distribution des entreprises gazières. Tout cela nécessite que les entreprises possèdent une accumulation profonde dans l'industrie et une compréhension approfondie du secteur. En d'autres termes, pour réaliser le vœu cher à la localisation, une percée technologique n'est qu'un aspect. Ce n'est qu'en élevant la capacité globale que nous pourrons rivaliser avec les géants internationaux dans un domaine plus large.

 

Les clients ont des exigences strictes envers les entreprises spécialisées de gazes d'approvisionnement

 

Les entreprises gazières chinoises, qui avaient une compréhension claire de la réalité, avec une attitude plus sérieuse et ferme, se sont plongées dans les profondeurs de l'industrie. Prenant Haute gaz par exemple, en tant que pionnier dans le domaine des gaz spéciaux, Haute gaz a brisé les contraintes d'importation sur l'hexafluoroéthane de haute pureté, le mélange AR / F / NE, le mélange AR / NE, et d'autres produits de gaz spéciaux, et est devenu la substitution nationale de 20 produits.

En plus de prêter attention à la recherche et au développement de multiples technologies, notamment la synthèse, la purification et la préparation de mélanges gazeux dans le processus de production, Haute Gas a cultivé une force technique nationale de premier plan et une capacité de service complète en effectuant une analyse spécifique des besoins des clients, et a obtenu la confiance de clients en aval célèbres tels que SMIC international, TSMC, China Resources Microelectronics, et BOE, non seulement en les aidant à résoudre les restrictions sur les matériaux gazeux, mais aussi en atteignant plus de 80 % de couverture client des fabricants nationaux de circuits intégrés de plus de 8 pouces.

 

De plus, Haute Gas est également entré dans le système de chaîne d'approvisionnement des grandes entreprises semiconductrices mondiales, telles que Intel, Micron Technology, Texas Instruments et Hynix.

 

De même, Jinhong Gas, qui excelle dans la capacité de recherche scientifique, a également établi des relations stables et à long terme avec de nombreux clients de haute qualité. Selon le rapport financier de Jinhong Gas, elle possédait seulement un centre de technologie d'entreprise national, un laboratoire CANS et une station de recherche post-doctorale dans l'industrie gazière axés sur la recherche et le développement de gaz électronique, et a pris les gaz spéciaux et les gaz en vrac utilisés dans le domaine des semiconducteurs électroniques comme direction clé de recherche et développement. L'investissement en R&D a permis à l'entreprise de disposer de multiples technologies de base tout au long du processus de production, purification, détection, transport et utilisation des gaz, et comptait 150 brevets (dont 32 brevets d'invention). En 2019, les revenus de Jinhong Gas provenant des technologies de base représentaient plus de 87 % de son chiffre d'affaires total.

 

On pouvait voir que, dans la concurrence avec les géants internationaux, les entreprises nationales de gaz spéciaux ont progressé et ont progressivement formé des avantages fondamentaux en matière de forte capacité de recherche et développement, de diversité des types de produits et d'avantages de marque dans l'industrie des semiconducteurs. L'écart apparemment énorme de parts de marché pourrait être inversé par des changements de force.

 

4. Forcé à Liangshan

Dans la situation actuelle, la localisation des gaz spéciaux est même devenue un choix inévitable.

 

Pendant longtemps, les gaz spéciaux ont été fortement dépendants des importations, entraînant un prix élevé des produits, un long cycle de livraison et des problèmes de service non réactifs, ce qui a gravement affecté les activités de production en aval, freiné le développement stable de l'industrie semiconductrice chinoise ; avec le développement rapide de l'industrie nationale des semiconducteurs et des nouvelles énergies, la demande de localisation des gaz spéciaux est de plus en plus forte ; le soutien de la politique industrielle nationale et la percée technique des gaz spéciaux nationaux ont objectivement permis aux gaz spéciaux nationaux de remplacer progressivement les importations.

 

Les frictions commerciales croissantes entre la Chine et les États-Unis ont également approfondi la compréhension chinoise de l'industrie des semiconducteurs, l'attention des gens s'étendant d'un seul maillon comme la conception et la fabrication à l'ensemble du système de recherche scientifique, développement, conception, production de matériaux, application intégrée et écologie système.

 

Pendant ce temps, la Chine, en tant qu'usine mondiale à long terme, se trouvait au point de basculement crucial de la transition industrielle.. D'un côté, la Chine détient la technologie 5G la plus avancée au monde et était prête à dépasser à tout moment ; de l'autre côté, elle était contrainte par d'autres pays dans de nombreux aspects de la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs. Le déséquilibre entre avantages et inconvénients limitait sérieusement la compétitivité internationale de la Chine.

 

De l'incident ZTE en 2018 à l'interdiction de Huawei en 2019, en passant par la récente pression pour forcer TikTok à “ céder ” et l'action de “ nettoyage du réseau ”…… Les mesures du gouvernement américain ont permis à la Chine de réaliser que la mise en place d'un système d'industrie des semi-conducteurs indépendant, contrôlable, sûr et fiable est un déploiement stratégique crucial, et également une percée pour rattraper et dépasser.

 

En tant qu“” aliment industriel », accélérer la localisation des gaz spéciaux est essentiel pour construire un grenier industriel indépendant pour l'industrie des semi-conducteurs de la Chine dès que possible. Ces dernières années, sous l'impulsion de politiques favorables et d'un espace de marché favorable, les gaz spéciaux sont privilégiés sur le marché des capitaux.

 

En prenant Jinhong Gaz comme exemple, le 20 mai^le, 2020, la Commission chinoise de régulation des valeurs mobilières (CSRC) a accepté de lever plus de 1,7 milliard de yuans auprès du public, dont plus de 60% seraient utilisés pour la recherche et le développement de nouveaux produits de gaz spéciaux électroniques afin de briser le monopole étranger et d'améliorer la part de marché. Par la suite, Guosheng Securities a publié un rapport de recherche et estime que Jinhong Gas réalisera respectivement un chiffre d'affaires de 1,3 milliard de yuans, 1,53 milliard de yuans et 1,77 milliard de yuans au cours des 3 prochaines années, et réalisera un bénéfice net attribuable à la société mère de 181 millions de yuans, 246 millions de yuans et 304 millions de yuans, qui est classé comme “ acheter ”.

 

Coïncidence, Haute Gas, cotée sur le Science and Technology Innovation Board à la fin de 2019, a également souligné dans le rapport annuel de la société qu'elle augmentera les investissements en R&D et la couverture du réseau de marketing des gaz spéciaux électroniques ; récemment, elle a également émis 1,27 million d'actions de placement hors ligne impliquant 262 actionnaires, y compris des fonds d'investissement stratégique à long terme.

 

En fait, de nombreuses entreprises nationales de gaz spéciaux, telles que Nanda Optoelectronics, Haohua Technology, Jacques Technology et KMT Gas, étendent activement leurs activités dans le domaine des gaz spéciaux électroniques et ont obtenu des bénédictions en capital. Tout en rivalisant avec les géants internationaux sur le plan technologique, ils captent un vaste espace de substitution.

 

Bien que la superposition de divers facteurs internes et externes, une fois que l'industrie chinoise des gaz spéciaux est déterminée à réaliser une percée, on croit que il naîtra sûrement un géant dans l'industrie et même dans le monde..

 

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