1、行业竞争格局和市场化程度
中国内地市场,行业内企业主要分为三个层次:国际供应商、国内大型供应商和国内小型供应商。
我国泛半导体产业起步晚于美国、日韩和中国台湾地区,对应的工艺废气治理业务发展相对滞后。国际供应商拥有先进的技术,与下游行业中的跨国企业建立了良好合作关系,随着下游行业在中国内地的发展,国际供应商随之将业务扩展至中国内地。
近年来,随着下游行业产业投资力度加大,相应的废气治理行业迅速发展,发展出一批拥有完整的设计、生产、服务能力的国内大型供应商。国内少部分大型供应商参与了国内工艺废气治理的源起,积累了丰富经验并拥有相对稳定的优质客户群,随着下游行业发展,市场占有率持续提升。
国内其他供应商以小型供应商为主,业务范围以通用治理设备的制造销售和安装、配套工程服务中的劳务分包为主,无法为客户提供系统解决方案。下游行业的持续发展以及较高的行业进入壁垒将加速行业集中度提升,国内大型供应商的竞争地位将不断增强。
2、行业技术水平及特点
(1)行业基础技术
A、脱硫相关技术
工业生产排放的含硫气体可分为无机硫和有机硫,无机硫包括硫化氢、二氧化硫和二硫化碳,有机硫包括噻吩、苯并噻吩、硫醇等。
无机硫处理以湿法脱硫和干法脱硫为主。湿法脱硫先用碱或氨吸收硫化物,再用脱硫剂氧化再生。干法脱硫将气体通过固体吸附床层进行脱硫,常用的固体吸附剂有活性炭、铁氧化物和氧化铝等。
有机硫处理以加氢脱硫、非加氢脱硫及生物脱硫为主。加氢脱硫指在氢气气氛下将硫化物转化为硫化氢,再通过汽液分离、分馏或汽提的方法将硫化氢从反应流出物中去除。非加氢脱硫包括吸附脱硫和烷基化脱硫,吸附脱硫将硫化物固定在吸附床上,与吸附剂进行流动的接触,将硫吸附。烷基化脱硫利用噻吩等硫化物的选择性来完成烷基化反应,使硫化物的沸点提高,经蒸馏分离。生物脱硫利用微生物自身新陈代谢所需要的硫元素,通过酶的作用,将硫化物经生物代谢后去除。
B、脱硝相关技术
脱硝燃烧控制技术的原理是设法建立缺氧富燃料的燃烧区域、设法降低局部高温区温度、使燃烧区氧浓度适当降低等。在燃烧过程中可通过改变燃烧条件和燃烧器结构以达到上述目的来降低氮氧化物的排放。
烟气脱硝技术种类繁多,按脱硝过程是否加水和脱硝产物的干湿形态,可分为湿法烟气脱硝技术和干法烟气脱硝技术。湿法脱硝技术的原理是用水以外的溶解介质,如硝酸,将 NO 氧化为易溶于水或碱的 N2O5 和 NO2,再进行吸附或吸收。干法脱销技术中应用最广泛的是选择性催化还原法(SCR)。SCR 采用 NH3作为还原剂,将 NOx 还原成 N2 和 H2O。其核心是脱硝催化剂,分为高温、中温和低温,不同催化剂适宜的反应温度不同。
C、除尘技术
除尘技术一般分为机械式除尘技术、湿式除尘技术、静电除尘技术和袋式除尘技术。
机械式除尘技术是利用粉尘的重力沉降、惯性或离心力分离粉尘,其除尘效率一般在 90%以下,除尘效率低、阻力低,优点在于节省能源。
湿式除尘技术是利用气液接触洗涤原理,将含尘气体中的粉尘分离到液体中,以去除气体中的粉尘。其除尘效率稍高于机械式除尘器,但易造成洗涤液体的二次污染。
静电除尘技术是将含尘气体通过强电场,使粉尘颗粒带电,在其通过除尘电极时,带正/负电荷的微粒分别被负/正电极板吸附,从而去除气体中的粉尘。静电除尘器除尘效率较高,但其除尘效率受粉尘比电阻的影响很大,易导致除尘效率不稳定。20 世纪 90 年代以后,静电除尘器在火力发电、水泥窑等高温、大烟气量、工况较复杂的烟尘污染治理中应用广泛。
袋式除尘技术是利用纤维滤料捕集含尘气体中的固体颗粒物,形成过滤尘饼,并通过过滤尘饼进一步过滤微细尘粒,以达到高效除尘的目的。袋式除尘设备可以稳定地达到很高的除尘效率,粉尘排放量可以达到 5mg/m3 以内,且除尘效率不受粉尘比电阻等粉尘特性的影响。
D、有机废气处理技术
根据是否破坏 VOCs 组分的分子结构,VOCs 控制技术可分为回收型和破坏型两类。
回收型技术通过单纯改变有机物的温度、压力等物理特性或采用选择性吸附剂等方式对 VOCs 进行分离回收,包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法等。吸附法利用吸附剂,使气体分子被吸附在固体吸收材料的表面活性位。吸收法利用有机物与油类物质互溶的特点,使用高沸点、低蒸汽压的油类作为吸收剂,使有机物溶解以达到净化效果。冷凝法利用有机物在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质,通过降低系统温度或提高系统压力,使处于蒸汽状态的有机物冷凝并从废气中分离。膜分离法利用有机物分子与空气通过高分子膜的溶解扩散速度不同而对有机废气中的污染物进行分离。
破坏型技术利用化学或生物反应,在一定条件下将 VOCs 氧化分解为无毒或低毒产物,包括生物法、氧化法、等离子法、催化法等。生物法利用驯化后的细菌或微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解。氧化法利用有机物的易燃烧性,通过热氧化法或催化氧化法分解。
(2)行业特点
行业特点在于综合废气治理定制化设计、产品质量和安全稳定性。废气治理系统的高附加值主要体现在定制化设计上。供应商对废气进行成分分析,根据客户的工艺系统特点、建筑空间特征、环保投资状况等,设计出有针对性的废气治理系统解决方案。
废气治理涉及气体成分变化、对产品质量和安全稳定性要求极高。泛半导体工艺废气需要与生产工艺同步进行收集、治理和排放,废气治理系统及设备是客户生产工艺不可分割的组成部分,其安全稳定性直接关系到客户的产能利用率、产品良率、员工职业健康及生态环境。安全稳定性同时要求产品品质、设计能力和施工能力。首先,系统本身要求抗腐蚀性、防火性、抗压性等各项性能指标优越;其次,系统设计要求综合考虑废气特点,满足产线运行实际要求;最后,系统的现场安装和配套工程要求富有经验的人员及较高的现场管理水平。
3、行业进入壁垒
本行业下游客户与优质供应商合作紧密,泛半导体行业特性决定了合格供应商的进入门槛和更换风险,从而为本行业新进入企业设置了较高壁垒。
(1)技术壁垒
泛半导体工艺废气治理涉及物理、化学等多种基础科学和材料、结构、暖通、机械、电气、控制等多种工程学科,属于多学科交叉行业,需要多学科人才和持续技术创新,从而形成较高的专业技术门槛。
客户不同产品生产工艺存在差异,废气成分各不相同,这要求供应商深刻理解泛半导体生产工艺,掌握不同工艺废气理化特性,并根据建筑空间特征、环保投资等,定制化提供系统解决方案。
(2)资金壁垒
泛半导体工艺废气治理系统解决方案,涵盖了设计、加工制造、系统集成及运维管理等,承接项目需要占用一定的营运资金,同时还需要投入大量的资金进行研发、信息化建设和高端人才招募。为了给客户创造价值,企业还需要建立研发中心及配套实验室、测试平台,并对装备制造基地进行产能扩充和产品升级,对固定资产持续投入。
随着本行业的发展,行业集中度的提高,竞争层次逐步提升,形成了较高的资金壁垒。
(3)质量壁垒
泛半导体行业产线投入和产出巨大,对生产工艺稳定性要求极为严苛,工艺废气需要与生产工艺同步进行收集、治理和排放,废气治理系统及设备是客户生产工艺不可分割的组成部分,其安全稳定性直接关系到客户的产能利用率、产品良率、员工职业健康及生态环境。一旦工艺废气治理系统及设备出现重大质量问题,将造成重大损失。
因此,客户招标时通常会提出保证质量的技术要求,主要接受行业内领先企业投标,评标不合格者将被淘汰。同时,过往业绩是客户选择供应商的重要依据。客户的上述选择行为使得行业内优质企业质量越来越高,市场认可度越来越高,而实力较弱的企业则逐渐被市场所淘汰。
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本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等泛半导体废气治理。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计泛半导体废气治理及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测泛半导体废气治理。