导读: 受卡塔尔断供、俄出口管制及AI芯片需求激增影响,氦气价格暴涨。这加速了华特气体等企业的国产替代,并带动提氦设备与科学仪器需求增长。
氦气为什么突然暴涨?
氦气是一种不可再生的战略资源,在芯片制造中扮演着不可替代的角色。光刻机需要高纯氦气作为保护气,蚀刻、沉积、清洗等环节同样离不开它。在晶圆制造成本中,电子特气占比13%-15%,仅次于硅片。
本轮氦气暴涨的根源,来自供给端的双重打击:
卡塔尔产能中断。今年3月,伊朗对卡塔尔天然气出口设施发动袭击,导致卡塔尔液化天然气(LNG)产能中断。卡塔尔是全球第二大氦气供应国,其氦气主要来自LNG生产的伴生气。产能中断直接导致全球约25%的氦气供应退出市场。
俄罗斯出口管制。俄罗斯将氦气出口管制延长至2027年底,进一步收紧了全球供应。俄罗斯是全球第三大氦气供应国,其出口管制叠加卡塔尔产能中断,全球近42%的氦气产能退出流通。
与此同时,需求端却在快速增长。AI芯片制造对氦气的需求呈刚性增长——每生产一颗AI芯片都需要消耗大量高纯氦气。随着英伟达Vera Rubin、AMD MI400等新一代AI芯片进入量产爬坡,全球晶圆厂产能利用率持续攀升,氦气需求水涨船高。
供给断崖叠加需求暴增,全球氦气库存已降至历史低位。美国战略氦气储备自2023年起持续释放,目前库存已接近警戒线。中国作为全球的半导体消费市场之一,氦气对外依存度高达85%,国内库存同样紧张。
氦气产业链全景:谁在风口?
半导体高纯氦气龙头
华特气体:国内量产6N(99.9999%)电子级高纯氦气的企业,也是国内同时获得ASML光刻气+清洗气双的特气供应商。2025年氦气营收约8.5亿元,市占率国内。华特气体的竞争力在于壁垒。高纯氦气对杂质含量的要求极其苛刻——纯度每提升一个9,技术难度呈指数级上升。客户验证周期长达2-3年,一旦进入供应链几乎不会更换。华特气体是国内少数能够同时满足半导体级纯度要求和客户门槛的企业。
广钢气体:国内氦气进口分销商,与卡塔尔、美国、俄罗斯三大氦气源签订长期供货协议,2025年氦气业务营收约12亿元。同时拥有自主提氦装置,是国内少数具备"进口+自产"双轮驱动能力的企业。在本轮氦气危机中,广钢气体的长协优势凸显。当现货市场价格暴涨时,长协价格相对稳定。
金宏气体:电子特气综合供应商,氦气产品覆盖半导体、光纤、航天三大领域,2025年氦气营收约5亿元。公司正在推进多个电子特气扩产项目,氦气产能有望持续提升。
提氦设备与尾气回收
杭氧股份:国内空分设备制造商,自主掌握大型提氦装置技术。在国产提氦产能建设潮中,杭氧股份作为设备供应商直接受益。国内多个天然气液化项目正在配套建设提氦装置,杭氧的提氦设备订单持续增长。
凯美特气:以尾气回收提氦为主,利用中石化、中石油炼厂尾气提取氦气。相比从天然气中提氦,尾气回收成本更低,但产量受限于上游炼厂开工率。
中鼎恒盛:国产提氦装备龙头,2025年国内提氦设备市占率超60%。在本轮氦气危机中,中鼎恒盛订单量同比增长超过200%,直接受益于国内提氦产能建设潮。
科学仪器:氦气产业链的"把关人"
氦气涨价背后,科学仪器扮演着两个关键角色:纯度检测和泄漏监测。
纯度检测:高纯氦气的"质检员"
半导体制造对氦气纯度的要求极高,6N(99.9999%)级高纯氦气意味着杂质含量不得超过百万分之一。如此严苛的纯度要求,离不开一系列高分析仪器的支撑:
气相色谱仪(GC):用于检测氦气中的微量杂质,包括氧气、氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等。这是高纯氦气出厂检验的设备,检测限可达ppb(十亿分之一)级别。
质谱仪(MS):气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)可对氦气中的痕量有机杂质进行定性和定量分析,是半导体级特气检测的标配仪器。
微量水分分析仪:水分是氦气中难去除的杂质之一,也是影响芯片良率的关键因素。微量水分分析仪可检测氦气中的痕量水汽,检测限低至ppb级别。
激光拉曼光谱仪:可在线实时监测氦气纯度,无需取样,响应速度快,适用于生产线上的连续质量监控。
这些分析仪器构成了高纯氦气从生产到出厂再到客户端的全链条质量保障体系。每一条氦气生产线上,都离不开这些"把关人"的精准测量。
泄漏监测:氦气检测的"杀手级应用"
氦气本身也是一种重要的检测介质。由于氦气分子极小、化学惰性、无毒无害,它被广泛用作检漏气体——在半导体、航空航天、真空设备等领域,氦质谱检漏仪是常用的泄漏检测设备。
氦质谱检漏仪的工作原理是:向待测器件充入氦气,用质谱仪检测泄漏出的氦气分子。其检测灵敏度可达10?12 Pa·m3/s,是现有检漏技术中灵敏的方法之一。在半导体制造中,光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等设备的气密性检测,都离不开氦质谱检漏仪。
国产替代:从"卡脖子"到"加速跑"
中国氦气对外依存度高达85%,这是一个极其危险的数字。一旦国际供应链出现重大波动,国内半导体产业将面临"断气"风险。但危机之中也孕育着机遇。本轮氦气暴涨正在倒逼国产替代加速:
上游提氦产能建设加速。国内多个天然气液化项目正在配套建设提氦装置。据行业统计,2025年国内提氦产能约800万立方米,预计2027年将突破2000万立方米,国产自给率有望从15%提升至35%。
中游分销体系重构。过去国内氦气市场由外资气体巨头(林德、空气化工、大阳日酸)主导,国产气体企业市场份额不足20%。随着华特气体、广钢气体等国产企业产能扩张和突破,国产替代正在从"低端替代"走向"高端突破"。
下游客户加速。在氦气供应紧张的局面下,国内晶圆厂开始主动寻求国产氦气供应商,原本需要2-3年的周期正在大幅缩短。华特气体已进入中芯国际、华虹半导体等头部晶圆厂的供应链,广钢气体也在加速推进客户验证。
国产替代并非坦途。中国是贫氦国家,国内天然气田氦含量仅0.02%-0.2%,远低于美国部分气田的7%,提氦成本天然处于劣势。6N级高纯氦气的提纯技术门槛极高,目前国内仅有华特气体等少数企业掌握量产技术。一旦国际供应链恢复,国产企业还将面临海外资源大国的价格竞争。
但氦气暴涨事件本身,已将电子特气这个长期被忽视的"卡脖子"环节推到了聚光灯下。电子特气作为芯片制造的"血液",其国产化进程关乎产业链安全。而科学仪器在这场变革中扮演着双重角色:既是保障氦气品质的"把关人"——气相色谱仪、质谱仪、微量水分分析仪等分析仪器是纯度检测的装备;也是氦气应用的重要延伸——氦质谱检漏仪作为灵敏的泄漏检测设备,在半导体制造中不可或缺。随着国产电子特气产能扩张,配套检测仪器的需求也将同步增长,对国产科学仪器企业而言,这是一个值得关注的增量市场。
