一、硅烷气体简介
甲硅烷（简称“硅烷”）在常温常压下是一种无色、非常活跃的压缩气体，在空气中可自燃，易燃易爆，其化学分子式为SiH4。
电子级硅烷气体主要由硅粉、氢气、四氯化硅、催化剂等经过各种反应蒸馏、提纯而得。纯度3N～4N称为工业级硅烷，纯度在6N以上的称为电子级硅烷气。
硅烷气作为一种载运硅组分的气体源，因为它纯度高和能实现精细控制，已成为许多其他硅源无法取代的重要特殊气体。单硅烷通过热解反应生成晶体硅，是目前世界上大规模生产粒状单晶硅、多晶硅的方法之一，广泛应用于微电子、光电子工业，硅烷气的纯度将影响制造硅基晶体的纯度，而硅基晶体的纯度将极大影响下游行业产品的性能。主要使用电子级硅烷气的下游行业包括：半导体行业、显示面板行业、光伏行业。
二、应用领域
半导体行业：电子级硅烷气在半导体行业中主要用于制作高纯多晶硅、通过气相沉积制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层和异质或同质硅外延生长原料、以及离子注入源和激光介质等。硅片表面及其邻近的区域被加热来向反应系统提供所需的能量。化学气相沉积膜中所有的物质都源于外部气源。原子或分子会沉积在硅片表面形成薄膜。电子级硅烷气是化学气相沉积中最常见的气体之一。
显示面板行业：电子级硅烷气在显示面板行业中主要应用于TFT（薄膜晶体管）/LCD（液晶显示器）的生产，TFT/LCD的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制，是有源像素点。因此，其具有体积小、重量轻、低辐射、低耗电量、全彩化、速度快、对比度和亮度高、屏幕观察角度大、分辨率高等优点，是目前主流的平面显示设备。TFT/LCD的生产包括TFT阵列（包括薄膜、光刻、刻蚀）、彩色滤光片（包括黑矩阵膜、红绿蓝膜、透明导电层）、面板、模组等工序。在薄膜工序中，硅烷以及其他气体在CVD制程（化学气相沉积）的高频交变电场作用下，解离反应沉积在玻璃基板表面，可形成耐水气和金属离子腐蚀的绝缘层、电子通道层、欧姆接触层、以及致密度高和绝缘性佳的阀级绝缘层。
光伏行业：电子级硅烷气在光伏行业中主要应用于晶体硅太阳能电池生产工艺和薄膜太阳能电池生产工艺。商业化生产的晶体硅太阳能电池通常采用多晶硅材料，生产过程中需要在受光面上通过化学气相沉积制作减反射膜，在该步骤中需要用到硅烷气。商业化生产的薄膜太阳能电池分为非晶硅薄膜和非晶/微晶硅叠层薄膜，后者对太阳光的吸收利用更充分，其生产过程中均需要使用化学气相沉积法制作薄膜，在该过程中需要用到硅烷气。
近年来，硅烷类的高科技应用还在不断的涌现，包括用于制造先进陶瓷、复合材料、功能材料、生物材料、高能材料等，成为许多新技术、新材料和新器件的基础。
三、制备工艺
当前世界上生产电子级硅烷气的主流工艺分别有锂硅法、氟硅法、镁硅法和氯硅法（歧化法），并且生产技术主要集中在美国、日本、德国等少数西方发达国家，这些生产方法存在成本高、设备多、投资大等特点。
歧化法是以工业硅粉、四氯化硅和氢气为原料反应生产三氯氢硅，三氯氢硅在催化剂作用下发生歧化反应生产高纯度硅烷。整个生产划分为三部分：硅粉气化部分、蒸馏部分和歧化反应部分（硅烷反应）。
硅粉气化部分是将硅粉引入流化床反应器与氢气、四氯化硅气体进行气固相反应，反应产物经除尘后，与进料换热、冷却、冷凝，收集未反应的四氯化硅和反应生成的三氯氢硅和杂质，达到与氢气分离的目的，未反应的氢气返回气化部分使用。
蒸馏部分是使用精馏系统，将得到的凝液采用蒸馏的方法，分出三氯氢硅供歧化反应用，分离得到的四氯化硅返回到硅粉气化部分，同时在此处除掉杂质。
歧化部分是使用固定床反应器，使三氯氢硅进行歧化反应得到目的产物硅烷，并将其精制最终得到产品硅烷。反应得到的四氯化硅返回到前面的硅粉气化部分。
四、行业门槛
制备电子级硅烷气的行业门槛主要体现在技术门槛和资金门槛。技术门槛体现在，由于电子级硅烷气的纯度需达到6N以上，硅烷气属于危险易燃易爆气体，常温下泄露即燃烧，安全生产、存储难度大，所以工艺水平要求较高，目前市场上仅有少数气体厂商具备生产电子级硅烷气的技术。资金门槛体现在，制备电子级硅烷气需要使用大型的生产装备，前期固定资产投入较高，需要大量资金。
五、行业政策
2019年，工信部发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》，在“先进基础材料”之“三先进化工材料”之“（四）电子化工新材料”之“129特种气体”中将特种气体明确列示，其中专门提及了纯度达到6N级的硅烷。
六、市场规模
根据QYR（恒州博智）的统计及预测，2021年全球甲硅烷市场销售额达到了4.46亿美元，预计2028年将达到9.1亿美元，年复合增长率（CAGR）为10.85%（2022-2028）。地区层面来看，中国大陆市场在过去几年变化较快，2021年市场规模为4689万美元，约占全球的10.52%，预计2028年将达到1.38亿美元，届时全球占比将达到15.22%。
消费层面来说，目前北美地区是全球最大的消费市场，2021年占有24.25%的市场份额，之后是日本和中国台湾，分别占有18.90%和16.11%。预计未来几年，中国大陆地区增长最快，2022-2028期间CAGR大约为16.65%。
生产端来看，北美和中国是两个重要的生产地区，2021年分别占有34.52%和20.82%的市场份额，预计未来几年，中国地区将保持最快增速，预计2028年份额将达到32.30%。
从产品产品类型方面来看，纯度5N以上的类型占有重要地位，预计2028年份额将达到82.41%。同时就应用来看，半导体在2021年份额大约是35.92%，未来几年CAGR大约为13.10%。
七、竞争概况
硅烷气体属于电子特气的细分品类，外资巨头在硅烷气生产方面的研究起步较早，其工艺也处于全球领先的地位，目前世界上电子级硅烷气的生产技术主要集中在美国、日本、德国等少数西方发达国家。
全球范围内，甲硅烷核心厂商主要包括REC Silicon、SK Materials、林德集团、液化空气和三井化学等。我国硅烷产品曾经严重依赖进口，随着我国科技水平的提高，以硅烷科技为首的少量气体公司已经打破国外气体公司对电子级硅烷气的垄断，当前我国国产硅烷能够完全满足光伏太阳能、液晶显示器、LED等领域的质量要求。但对于一些质量要求更高的芯片制造用户而言，国产硅烷在纯化、检测等环节仍需要努力。
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