淺析潔凈室行業的發展趨勢與前景 ——市場廣闊,民企發展迅速
時間:2021-03-25 來源:未知 作者:admin
前言
今年以來,中央層面多次提出“新基建”部署,并明確要加強新型基礎設施建設,發展新一代信息網絡,拓展5G應用,建設數據中心等七大領域。李克強總理也在政府工作報告中指出要推動制造業升級和新興產業發展,這一系列政策和舉措,不僅保障了從事潔凈室行業企業的生存空間,也保障了潔凈室行業下游諸多集成電路、新能源、光電子、食品、醫藥、醫療等行業企業的發展,使得整個潔凈室市場在當前疫情大變局的時代背景下,穩住了基本盤。
潔凈室技術原理和應用
潔凈室是指將一定空間范圍內的空氣中的微粒子、有害氣體、細菌等污染物排除,并將室內的溫度、濕度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流流向、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內,而所給予特別設計的空間。潔凈室的主要原理即利用流體力學的相關性質來控制室內污染源。
潔凈室的發展與現代工業、尖端技術密切聯系在一起。由于精密機械工業、半導體工業(如大規模集成電路生產)等對環境的要求,促進了潔凈室技術的發展。國內曾統計過,在無潔凈級別的要求的環境下生產MOS電路管芯的合格率僅10%~15%,64位儲存器僅2%,所以在現代工業中建設高質量的潔凈室勢在必行。
潔凈工程是一個應用行業非常廣泛的基礎性配套產業,在電子信息、半導體、光電子、精密制造、醫藥衛生、生物工程、航天航空、汽車噴涂等眾多行業均有應用,并根據行業的精密與無塵要求,等級差別也較大。目前級別最高的當屬航天航空的航空倉,基本是屬于1級,屬于特殊領域,面積相對較小。另外對級別要求較高的是生物化學實驗室和高精納米材料生產車間,半導體芯片的發展將是未來需求的一大方向。
圖一:臺積電代工生產的使用5nm工藝的A14芯片
潔凈室技術最早誕生于美國
一切技術的產生與發展,都是出于生產的需要,潔凈室技術也不例外。二十世紀四十年代初,美國創建了第一座潔凈室,現代潔凈室技術由此產生。五十年初,美國美國原子能委員會成功研制出高效粒子空氣過濾器(HEPA),應用于生產車間的送風過濾,才真正誕生了具有現代意義的潔凈室。這一成就的取得,使美國在軍事工業和人造衛星領域建立起一批以“HEPA”技術裝備的工業潔凈室,應用于航空、航海的導航裝置、加速器、陀螺儀、電子儀器等制造工程。潔凈室技術在人們的不斷嘗試、實踐中得到日益廣泛的應用,生產制造效率得到相當大的提升,并帶來了豐厚的回報,亦形成了良性循環進一步推動潔凈室技術的研發與應用。
二十世紀六十年代初,工業潔凈室進入了廣泛應用時期。由美國桑第阿國家實驗室的高級研究人員懷特菲爾特(Willis Whitfield)提出的單向流潔凈空氣流組織方案,開始應用于實際工程,從此潔凈室達到了前所未有的更高潔凈級別。同年美國空軍制定頒發了世界上第一個潔凈室標準——“潔凈室與潔凈工作臺的設計與運轉特性標準”。在此基礎上,1963年美國頒布了潔凈室第一個軍用部分的聯邦標準209,更是在1966年修訂為209A。以上這三個關鍵的進步,被譽為現代潔凈室史上的三個關鍵里程碑。隨后,潔凈室技術如雨后春筍運用在美國的各種工業部門。它不僅用于軍事工業,也在電子、光學、微型軸承、微型電機、感光膠片、超純化學試劑等工業部門得到廣泛應用和推廣,對當時科學技術和工業發展起了很大的促進作用。
七十年代初開始,美國等技術先進的國家潔凈室的建設重點開始轉向醫療、制藥、食品及生化等行業,由此誕生了現代的生物潔凈室,潔凈技術開始在美國以外的其他工業化國家和地區得到大規模運用。
圖二:現代生物潔凈室
下游產業轉移帶動潔凈室行業發展
二十世紀七十年代至八十年代集成電路產業業的大規模發展,九十年代光電行業和生物制藥行業的興起,對潔凈室技術水平的要求越來越高,使得潔凈室技術水平不斷發展和提高,行業應用也越來越廣,市場空間不斷擴大。目前,以美歐為代表的西方發達工業化國家依然是潔凈室工程行業的主要市場,隨著世界范圍內的產業分工和產業轉移,特別是在電子制造、半導體芯片、光電、醫療醫藥等領域,亞洲的日韓、臺灣地區和改革開放后的中國,已經成為世界潔凈室工程行業的主要市場和發展中心。而中國近年來大力發展IC半導體、光電、新能源產業,帶動了下游領域涌現出一批具有世界性競爭力的企業,因此形成了規模巨大的上下游產業鏈,并在我國的珠三角、長三角、黃渤海地區形成了較大的產業集群,由此共生出了一批具有自主競爭力的潔凈室服務企業,如中電二司、中電四司、亞翔集成,特別是在民營領域,如領頭羊朗奧科技,這些企業迸發出巨大活力,推動著我國潔凈室行業向前發展。
圖三:現代工業生產潔凈室
潔凈室行業的競爭格局和行業壁壘
我國潔凈室行業的發展歷程,最早可追溯至1965年,中國建筑科學研究所空氣調節研究院和蚌埠絕緣材料廠等單位研制成功帶波紋隔板的高效空氣過濾器,這是我國潔凈技術的正式起步。
經過五十多年的發展,我國的潔凈室技術產業鏈已經形成,上中下游各部門完美銜接,實現完全自主可控。其中,上游主要由凈化設備、凈化耗材、潔凈服裝、潔凈室器材,以及防靜電、除塵、控溫、控壓等系統組成,當然最核心的潔凈技術還應當是HEPA過濾系統。中游主要是潔凈室的設計、建造、測試、調試、運行等行業。下游則是使用潔凈室的各個行業,主要有電子制造、制藥、醫院服務、食品加工、化妝品生產等。目前我國潔凈室行業企業已達數百家,主要分布在產業集群的珠三角、長三角、環渤海等地。
目前我國潔凈室工程行業還屬于高速長階段,行業內呈現的競爭格局是高等級潔凈室工程市場集中度較高、低等級潔凈室工程市場集中度較為分散。
從下游行業來看,在電子行業,國內的潔凈室工程等高端市場少數國內領先企業為主;剩余的大量小型企業爭奪低端市場份額。高端潔凈室工程市場的競爭主要集中在技術水平、工程整合能力、運營維護等方面,在高端潔凈室工程市場,需求方不再以價格為主導,而是以潔凈室的綜合價值為主要衡量指標,促使潔凈室工程行業內企業向以價值為競爭導向轉變;因此,具有自主研發能力、擁有完善的營銷網絡、具備整體系統集成解決方案提供能力的潔凈室系統集成工程公司在我國潔凈室工程行業的競爭中具有明顯的優勢。
整體上看,目前我國潔凈室工程行業競爭分散,技術實力參差不齊。經過多年的發展,行業內企業逐漸分化,一些資金、技術實力較強的企業逐漸在高端市場爭得一定市場份額。規模較小、技術實力較弱的企業,集中于低端市場?傮w上看,每家企業的市場份額均較低,整個市場十分分散。中國電子學會統計數據顯示,2013 年潔凈室市場份額最大的中電二公司也僅占4.9%。上市公司中,亞翔集成和十一科技在2015 年的市場份額分別為3.77%和6.26%。
潔凈室民營企業更具活力 民企龍頭優勢明顯
我國面板產業從落后到追趕,復合投資增速超過 30%,面對巨大的商機,不少國內民營潔凈室企業也瞄準機會切入到面板領域里,這也包括朗奧科技。朗奧科技一直秉承“為精品而生”的企業使命,倡導“誠信、專業”的核心價值,一貫堅持“以質量求生存,以誠信求發展”的宗旨,不斷提升企業核心競爭力,立志成為潔凈室行業領航者。憑借多年以來在潔凈室行業的精心耕作,目前已經發展成為國內民營企業潔凈室工程領域的龍頭企業,具備先發優勢。
作為民營企業龍頭,朗奧科技在電子產業客戶資源上有巨大優勢,電子潔凈室業務占據絕對領導地位。國內新能源巨頭寧德時代、億緯鋰能、東方日升皆是其長期合作伙伴,面板行業龍頭三安光電、華燦光電、乾照光電、澳洋順昌也和朗奧科技建立了密切關系,其他還有華星光電、惠科顯示、歐菲光、水晶光電、佰維存儲、博藍特半導體、中晶半導體、中圖等企業,也和朗奧處于合作當中。因此,朗奧科技的在新能源和電子制造領域的客戶粘性十分高。特別是在疫情當下的今年,朗奧科技緊跟國家政策,接連和佰維存儲、歐菲光、惠科集團等優質客戶達成長期合作關系,進一步拉開了和其他民營中小型企業的差距。
圖四:朗奧科技設計施工的北;菘茲崈羰覐S房
由于行業的壁壘及特殊性,民營企業在此領域擁有非常高的競爭力,就朗奧科技來說,在2018年至2020年其業務收入取得了爆發性的增長。先后和先導集團、士蘭微、惠科、天馬微、歐菲、維信諾等達成長期戰略合作。預計在2020年至2022年,朗奧科技的訂單將加速釋放,業務規模將達到行業頂尖水平。
朗奧科技能迅速發展,在于其具備明顯的競爭優勢。潔凈室技術涉及專業眾多,材料學,結構專業,暖通專業,氣體專業以及電氣專業、BIM技術等不同行業融合在一起的應用,結構專業包括墻體,地面,天花,鋼結構等,通風管路涉及新風系統,排風換氣系統的規劃設計,氣體專業涉及特殊氣體、大宗氣體、高純氣體、廢氣等領域,水系統涉及到超純水、一般給排水、循環水、廢水等領域,電氣系統涉及到動力配電、設備配電、照明、開關插座、監控、網絡、門禁、自動控制等領域。這么多專業要合理布局在一個空間內,對潔凈室供應商的工程師種類、設計優化能力以及施工經驗提出了很高的要求,朗奧科技目前擁有多達50人以上的設計優化團隊,兼具多種專業能力,在客戶處得到了一致好評。
潔潔凈廠房是我國的耗能大戶之一,據不完全統計,潔凈室的能耗是一般寫字樓的10~30倍,我國的8英寸芯片廠,潔凈室單位面積能耗比美國同型工廠高15%(美國耗能1.28 kW/m2~1.63kW/m2, 而中國耗能1.48 kW/m2~1.93 kW/m2)(資料來源于中國電子學會潔凈分會)。以上海某知名芯片廠為例,其全年耗電量 51%是用于潔凈室運行及相關的維護,如果將 51%的能耗合理降低,對企業來說就意味著利潤的增長。因此,潔凈室下游相關行業企業越來越重視潔凈室的節能問題,這就要求潔凈室工程企業,從客戶需求出發,從設計理念、建造施工、設備配備及運行等各個方面進行節能設計。這一點,朗奧科技已經跟上客戶需求,憑借自己的專利技術,自行設計并施工,將自己的新型節能水泵技術融合進潔凈室的能源循環中,在客戶處獲得一致好評,譬如華燦光電某一項目采用朗奧科技的方案之后,其能源消耗每年節省1000多萬,產能卻超張家港華燦25%。隨著業主對節能需求的提高,朗奧科技的這一專利優勢將會成為其新的利潤增長點。
圖五:朗奧科技設計施工的歐菲光潔凈室廠房
BIM技術和工業4.0的結合將成為潔凈室發展助力
BIM,是基于三維數字設計解決方案所構建,可視化的數字建筑信息模型,將會提升施工效率,節省成本。BIM技術需要更改配置的計算機系統,對人員的綜合素養要求非常高。在BIM技術領域,外企早已引入,目前擁有BIM設計團隊的,大型國企和設計院如十一院居多,民營企業里面朗奧科技也擁有非常專業的圖紙深化和BIM設計團隊。BIM技術的應用也將進一步提升企業的競爭力。例如朗奧目前使用BIM技術投標的華東制藥,獲得客戶超高的評價。BIM三維設計軟件已在以往項目施工中使用,提高了室內管道空間管理效果,利用其特有的三維可視化模擬及自動碰撞檢測功能,輕松地完成管線綜合。利用BIM軟件繪制可視化三維圖紙,找出密集的交叉點,合理安排各類管線,減少各管線所占空間,使綜合管架的排布更加合理。解決各個專業之間走向、高度相互沖突的問題,減少返工和材料浪費,確保工期確保各個系統互不干擾。朗奧科技接下來將緊跟國際上先進的工業4.0理念,利用BIM技術與客戶合作,使客戶獲得更高的生產效率?梢灶A知,BIM技術將是未來潔凈室發展的新方向!
圖六:基于BIM技術的潔凈室設計圖
國際化實力鑄就跨國企業
隨著世界范圍內制造業的產業轉移,海外市場對潔凈室的需求日益增大。朗奧科技于2017年率先在印度成立了全資子公司,目前在德國、越南、泰國等市場均展開了布局。目前海外子公司已與華星光電、舜宇光學、丘鈦科技、富士康、寧德時代、vivo、OPPO等企業取得了一定的合作。特別是在印度,子公司已經和當地的原材料供應商建立了良好的合作關系,90%以上的材料可以實現當地采購,大大減少了運輸成本。
圖七:朗奧科技與富士康在印度開展合作
潔凈室行業市場空間巨大
公開資料顯示,2019年全球潔凈室工程市場規模近820億美元,亞太地區占比48.74%,接近一半,到達了400億美元,北美和歐盟地區占比分別為19.71%和23%,剩余地區占比8.55%左右。
根據中國電子學會預測,2020年國內電子方面潔凈室市場將達1400億元。從需求上看,2020年我國潔凈室工程行業新建面積預計為3449.96萬平方米,到2026 年中國潔凈室工程行業新建面積為5253.02萬平方米,年復合增長率為7.26。從產業規模上看,2020年中國潔凈室工程行業產值規模近1900億元,預計到2026年中國潔凈室工程行業產值規模將達到 3160.19億元,年復合增長率為8.8%。從全球占有率來看,預計到2026年中國潔凈室工程規模為456.88億美元,占比全球34.36%,全球最大的潔凈室工程市場地位將進一步穩固。
新能源領域持續增加投資
隨著動力電池的需求持續釋放,新能源領域巨頭持續擴產,目前寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達等鋰電行業龍頭企業,紛紛提出擴產計劃,以應對持續高增長的市場需求。鋰電池制造工藝對環境要求極其嚴格,除了保證一定的潔凈度,還需要非常干燥的生產環境,通常要求環境空氣露點溫度達-40度以下,因此在設計施工中一旦出現偏差,將會對生產造成不可估量的損失。雖然各大電池制造廠商對潔凈室工程配套廠商的審核要求越來越嚴,但市場持續的爆發性增長,將使新能源成為潔凈室技術大規模應用的另一藍海市場。朗奧科技目前在鋰電池領域的布局成功獲得了寧德時代、億緯鋰能等客戶的訂單,隨著合作進一步加深,其未來發展可期。
圖八:朗奧科技設計施工的億緯鋰能潔凈室廠房
集成電路產業投資爆發
中國作為全球最大的半導體市場,對集成電路產品的需求保持高速增長,在未來4-5年間我國投入集成電路制造領域的資金將達到1.2萬億元,年均投資額超過過去5年平均的2倍以上。
在集成電路產業基金、國家科技重大專項及地方基金等國家隊的帶動下,集成電路產業投資已經爆發。我國集成電路投資近年來大幅增長,已經投資和計劃投資總額累計超過萬億,直接帶動了潔凈室工程行業的需求。隨著我國集成電路產業的蓬勃發展,制造精度的進一步提高,海外集成電路產業逐步向中國轉移,集成電路產業將迎來投資密集期,我國潔凈工程行業隨之迎來新的發展期。
食品、藥品安全要求提高
近年來受益醫藥、食品行業國內新版GMP和美國FDA、歐盟CGMP等相關認證的要求,生物制藥、醫療衛生等下游客戶在此階段均出現較為快速的發展。目前我國制藥企業近8000家,超過14000家醫療器械生產企業,可生產60多種劑型的化學藥品制劑,共4500余品種,300多種生物制品,47大類3000多種醫療器械產品,2016年總產值超過3萬億元,增長超10%。中國是僅次于美國和日本的世界第三大藥品市場。自2009年以來,我國藥品銷售額的年復合增長率接近25%。收入的增長和老齡化的加速意味著中國對藥品的需求還將繼續飆升。而下游客戶對生產環境要求持續提高,將促進潔凈室工程和超凈產品行業的需求越來越大。
新冠疫情影響下的新機遇
新冠肺炎疫情的爆發暴露了國內醫療服務供給不足的短板,疫情過后隨著新基建投資推進,國家或加大對醫院建設投入力度,盡快補足醫療體系短板。李克強總理明確提出要增加防疫救治醫療設施,增加移動實驗室。鑒于此,醫院建設將迎來快速發展,醫療專業工程有望顯著受益。就其產業鏈來看,主要有土建、醫療專業工程、醫用設備三大塊,各大環節對專業度要求均比較高。具體來看有ICU病房、潔凈手術室、醫用氣體工程等重要細分領域,潔凈室更是迎來一波新的增長點。朗奧科技作為潔凈室行業的民營企業龍頭,早在2018年就率先布局醫療潔凈室工程,是國內為數不多從事醫用工程建設的企業。在2020年新冠疫情肆虐之時,中電四公司承建了國內首家人用P3生物醫藥生產車間項目,對疫苗研發意義重大;朗奧科技調配了大量技術工人加班加點為南方科技大學深圳醫院設計并建造收治新冠肺炎患者的負壓病房以及隔離室,得到了院方的贊賞和地方政府的表彰,這些企業都為抗疫事業貢獻了力量。
總體而言,潔凈室工程行業在經濟全球化的大背景下產生和不斷發展,既存在著機遇,也面臨著挑戰。建設具有核心競爭力的的龍頭企業,是我國潔凈室工程行業發展的重要目標和首要任務。面對如此廣闊的市場,企業要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就必須在技術創新和升級上練就硬功夫,形成核心競爭力,避免同質化,實現差異化,方能走在市場的前沿。