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技术变革催生产业需求,创新成为推动洁净室行业发展新引擎
作者: 发布于:2016-4-7 11:07:50 点击量:

技术变革催生产业需求,创新成为推动洁净室行业发展新引擎

 

  中国电子学会   卢光明

中国电子学会洁净技术分会   王尧

 

摘  要 洁净室行业是现代科技发展的先导性服务行业,现代科技的发展不仅依赖于相关洁净技术的发展,而且还会反过来对洁净技术提出新的技术要求。当前全球正处于产业变革的前夜,各种新兴技术不断涌现并获得了市场的广泛应用,这种趋势不仅扩大了洁净室的市场空间,而且直接引发了洁净室技术领域的创新发展。

关键词:洁净室工程    创新    市场需求   新引擎

 

0.引言

洁净室工程行业是一个需求驱动的行业,需求端技术要求的不断提高为洁净室行业提出了更多更新的要求,推动洁净室行业技术创新。作为现代技术的支持性行业,现代技术向微观化、集成化的发展,对洁净技术和整个洁净行业提出了更迫切的要求。当前半导体技术已经进入了纳米的层次,平板显示技术从TFTAMOLED等新型显示技术方向发展,纳米新材料技术在各方面的应用,基因技术的发展和普及,以及航天航空技术、智能制造技术等都无不对洁净技术提出新的要求。这种迅速变革的需求也正在促进整个洁净室工程行业的转型升级,成为推动我国,以至于全球洁净行业的推动力量。而传统领域对洁净技术的需求虽然也有所提高,如食品生产和流通、医疗制药、精密仪器、数据中心、生物工程中心、化妆品生产等领域,但是增长速度维持在一定的水平,属于传统的洁净室需求领域,其对洁净室技术的要求也相对较低。因此未来洁净室工程行业将面临行业分化的发展状况,不排除在一些高端领域形成专业性较强公司在一定范围内垄断的局面。

1.全球技术变革和产业升级对洁净工程提出新的技术要求

当前全球正处于由工业社会向信息社会转型的时期,各种新型技术层出不穷地出现,而传统技术却在迅速地退出市场。在这种转变的过程中,最明显的变化是各种新型信息技术向生产生活领域的广泛渗透。与此相伴是材料技术、能源技术、生物制药技术、基因技术等的新技术的协同发展,共同催生了当前社会形态和生产方式的急剧变革。如物联网技术、航空航天等空间探测技术、新型显示技术、智能制造技术、机器人技术、深海探测技术、增材制造技术、量子计算技术等都以新的形态出现在现代生产生活中。而这些新型技术都对生产环境提出了更高、更新的要求,传统的洁净技术已经不能够满足新技术对微加工、微集成、零干扰等方面提出的要求,亟待新型洁净技术为这些新技术提供新的生产环境。

1.1半导体技术的升级和市场需求的扩展将引领未来洁净技术的发展

首先从技术方面来看,半导体技术已经即将进入更先进的5纳米阶段,近期Intel公司提出的下一代晶体管结构是纳米线FET,台积电也已经宣布在该领域的研发成果已经进入到在不久的将来可以量产的发展阶段,对于5纳米的生产线来说,根据16/14纳米的经验,以每1000硅片需要1.5亿至1.6亿美元计,推测未来的5纳米制程,未来建设一条芯片生产线需要100亿美元是完全有可能的。这样即使洁净室工程费用按照生产线的10%计算,未来每建一条生产线所需要的洁净室的费用也达到60亿元人民币。

信息处理技术正在推动半导体产业进入更宽广的应用领域物联网技术的发展促进对传感器和微机电系统的需求另外智能手机等移动终端机器人的普及也引发了对相关传感器和微机电系统等的需求。而且这样的需求增长非常迅速,智能手机的增长率尽管2015年有所下滑,但是也维持在20%左右。在政策扶持和市场应用的推动下,国内传感器市场规模迅速增长,从2010年的397亿元上升至2014年的865亿元,年均增长率达21.4%。未来几年,在可穿戴设备、物联网、汽车和医疗等领域的传感器应用的增速将高于全球平均水平,并有望在2020年超过3000亿元。杰里米里夫金在其所著的《零边际成本社会》一书中表示,2007年,全球大约有1000万个传感器将各种类型的人类发明连接到物联网上。2013年,该数据达到35亿个,到2030年预计将达到100万亿个。这些需求都呈现快速增长的态势。

1.2显示技术向AMOLED的变迁成为洁净行业未来重要的市场增长点

显示市场目前正在蓬勃发展,并且不断出现新的产品,消费者对各种产品的需求也在持续提升。在过去的几年内,大部分消费者可以在自己的已经积累了不少拥有显示屏的科技产品,从PC到笔记本电脑、智能手机、电视、平板电脑甚至是智能手表和健身腕带等。随着未来移动网络的发展,以及各种应用的不断成熟,这样的显示屏将会快速增加。

在预期市场需求快速增长的背景下,显示技术由传统的TFT技术向AM-OLED演进的趋势已经非常明显。随着技术的发展,目前的LCD技术将会消亡,取而代之的将会是CCFL管背光和扩展色域(extended gammut)技术,之后有LED背光技术,再之后是OLED技术。相比传统TFT材质屏幕,AM-OLED屏幕具备着响应速度快,自发光,显示效果优异以及更低电能消耗的优点。而早期AM-OLED屏幕所面临的面板尺寸有限以及寿命相比TFT较短的缺陷也在不断革新的技术支持下差距不断缩小。目前AM-OLED技术已经取得了实质性进展,苹果手机已经计划于2018年推出AM-OLED手机。和辉光电、天马、友达光电都已经出了AM-OLED面板。相关行业专家预计,未来10年将是AM-OLED技术逐渐替代目前TFT技术的关键时期。

目前困扰AM-OLED技术的是其不良率,即使如三星等企业其良品率也仅为70%-80%。在工艺方面已经基本成熟之后,则相关洁净技术的发展将会是制约AM-OLED普及的一个重要瓶颈。AM-OLED的基础是有机物发光体,成千上万个只能发出红、绿或蓝色这三种颜色之中一种的光源被以一种特定的形式安放在屏幕的基板上,这些发光体在被施加电压的时候会发出红、绿或者蓝色光而技术的进一步微型化增加了对洁净室技术挑战。

1.3传统需求持续增长及其对节能的要求带来洁净室工程市场的底层技术革新

除去这些新需求之外,全球范围内如生物制药、医疗卫生、食品饮料、化妆品等传统的洁净室需求随着人们生活水平的提高也在进一步稳定增长,而制造技术的变革引发的3D技术,汽车、飞机、游艇和深度潜水工具的普及,尤其是科研实验室、化工技术、材料技术、新能源技术等的发展,为全球洁净室开拓了新的、更大的空间。尤其是材料技术向纳米技术的不断迈进,以及基因技术在医药领域的应用等都向全球洁净室市场释放出快速增长的需求。

随着人们生活水平的提高和生产向精益和微型化发展,尤其是在高端需求领域不断的技术突破所释放的新需求的推动下,全球洁净室市场保持稳健快速增长的态势近年来全球经济的增长速度不足3%,而洁净室的增长速度保持在10%以上的速度增长。并且相信随着人们生活水平的进一步提高,以及技术不断地向微观化、精益化的纵深发展,洁净室生产规模会进一步稳定发展,为人类的生产和生活提供更清洁、更干净的环境。

从技术的角度来看,市场竞争的加剧以及人们环境保护意识的提高,大多数传统的洁净技术行业面临着节能改造的要求。毕竟对于很多洁净技术企业而言,洁净方面的能源消耗占到了企业经营成本的一个较大部分,采用节能技术能够为企业带来直接的经济效益。而且传统工艺的改进,也带来了洁净技术的改进要求。下表(表1)是2011-2015年全球洁净室工程市场规模及年增长率。

1   2011-2015年全球洁净室工程市场规模及年增长率

年份

2011

2012

2013

2014

2015

规模(亿元)

1938.86

2201.30

2523.20

2784.24

3114.73

年增长率(%

13.53

13.54

14.62

10.35

11.87

从区域市场发展来看,亚太地区由于近年来一直是全球增速较快的区域,而且集聚了全球绝大多数的半导体、显示器生产企业等市场主要需求方。但是由于近年来中国经济增长进入新常态,尤其是日本的半导体和显示器生产企业经营状况普遍不是很好,而韩国的相关企业也在半导体和显示产业方面发力甚少,其次北美和欧洲各国市场已经趋于饱和。总之,洁净室市场在2014年和2015年出现了增长趋缓的态势,这主要是传统技术市场已经趋于饱和,而新技术还处于产业化前期这样的一个转型阶段的特有现象,而且整体市场基数已经逐年增大,所以同样的增量显示在增长率方面就会变小。相信随着未来显示技术、半导体技术,以及其他相关技术的逐渐成熟和大规模应用,会带来洁净室工程更高的技术要求和更快的市场增长。

2.技术专业化发展诱发产业分化,洁净室行业向专业化发展

    洁净技术随着应用领域的不同,其技术着眼点也存在差异。随着市场空间的扩展和技术需求的专业化演进,洁净室工程行业呈现出进一步专业化发展的态势。

2.1高端市场强调技术与服务,市场专业化发展趋势明显

    除了洁净技术要求相对不是很高的食品、化工、医疗卫生、实验室等行业的洁净室市场依然由大量的中小洁净室施工企业占有外,伴随着半导体和显示领域新技术的成熟,原先的一些大中型洁净技术企业逐渐向专业化方向发展。这些大中型洁净技术企业往往依托于自身的技术优势,选择自身的专业领域开拓市场,形成了良性发展的态势。

这样现象的出现主要是因为洁净室市场整体环境的变化。随着新技术的成熟,很多半导体和显示产品生产企业,当然还包括众多有特殊洁净技术需求的市场,出于良品率提升,甚至基于工艺改进等方面的考量,都希望能够与洁净技术提供企业进行深度合作,加强自身在该领域的产品竞争力。而洁净工程技术企业也会借机向洁净技术整体解决方案提供商转型,以增强企业自身在高端洁净市场的竞争优势。

这样就形成了整个产业良性发展的态势,洁净工程企业与用户结成了相对紧密的商业合作伙伴,都向专业化的方向发展。以前由于市场对洁净技术的要求相对较低,洁净室工程企业为了争夺市场,纷纷降价竞争,使得整个市场陷入价格竞争的困境。而随着洁净室市场的逐渐成熟和洁净技术要求的提高,整个洁净工程行业逐步向理性回归,向提升自身专业技术服务回归。整个洁净工程市场随着技术应用的深化,都向专业化、一体化综合解决方案提供商转型。

2.2 AMC、交叉污染防治和微震控制等成为洁净技术发展的前沿

从技术的角度来看,分子层面的污染控制、交叉污染防治,以及微震控制等技术成为当前洁净技术发展的重要关注点。当然随着洁净技术应用领域的不同,其要求也会存在较大的差异,如洁净室内压力的控制,洁净技术向AMHSAutomatic Material  Handling System的延伸以及洁净室节能气流分析与控制等都会是洁净技术提供企业需要关注的技术焦点

AMC对当前的IC生产其潜在的污染控制范围要比粒子污染要广泛很多,粒子污染控制只要确定粒径及个数,但对AMC控制而言,除了受芯片线宽的缩小而变化外,并受工艺、工艺设备、工艺材料及园片传送系统等的影响,更有甚者用于某一工序的各种工艺材料(化学品、特种气体等)其微量的分子对下一工序往往可能就是污染物。目前半导体芯片加工工序当前已多于300多个独立工序,对AMC控制指标的确定更是复杂。因此,IC生产对AMC的控制,对不同的产品、不同的工艺、不同的工序及不同的工艺材料会有不同的要求,对各种污染物质的要求当前总的说法是控制在亚pptm1000pptm随着相关工艺的进一步发展这种控制范围还需要进一步缩小。

随着近年来工艺的复杂化和洁净室空间扩大等的影响,交叉污染防治成为洁净技术另外一个需要重点关注的热点。交叉污染主要是通过人员往返、工具运输、物料传递、空气流动、设备清洗与消毒、岗位清场等途径,将不同品种空气,甚至是材料成分混入导致的污染,或因人为、工器具、物料、空气等不恰当的流向,使洁净度低区域的污染物传入洁净度高的区域,而造成污染。现在主要是通过压力平衡、气流控制,以及隔间设计来解决这方面的问题,但是这样的措施与制造工艺流程的改进等存在一定的冲突,而且这些因素都不容易控制,存在相关风险不易控制等方面的困扰。

另外随着制造精密程度的不断提升,微震是目前洁净技术中需要关注的另外一个前沿问题。美国普渡大学的纳米实验室,微震限值VC-E级,即达到频段1-80Hz,振幅3.12μm/s。该技术主要是用于纳米尺度电子束光刻系统,其线宽小于0.1μm只有在稳定和可控的微震环境下才能够达到其生产的要求。而在现代半导体制造中,光刻技术仍然是主要的驱动力然而由于光的折射和干扰,很多关键尺寸的缩小将导致良率急剧降低。事实上现在洁净室内的很多生产设备以及生产工艺本身都对防微震提出了更的要求

2.3 AMHS和洁净室节能成为洁净室工程的共性技术需求

AMHS自动物料搬送系统的应用范围广泛,并且随着生产智能化发展这种技术在洁净室的应用将会越来越多AMHS应用范围最广的主要是在半导体晶圆厂和面板显示厂。之所以这些工厂会大规模的采用AMHS基本上是基于它可以快速准确的将Carrier搬送到目的地这种技术将会伴随着信息技术在制造过程中的应用而大范围采用将会对洁净技术提出新的要求。同时,气压控制也是洁净室技术中的一个重要技术,我国昆明动物生物安全4级实验室(ABSL4),主实验室-375Pa,负压梯度50Pa

洁净室本身就是一个巨大的能源消耗系统,如何降低能源消耗一直是衡量洁净技术的一个重要指标。虽然洁净室的功能和大小千差万别,但是其能耗要比相似大小的办公室高出10倍以上,其中风机能耗可能就站到35%-50%,能源消耗已经成为洁净技术较难普及的一个重要原因。中国电子学会洁净技术分会目前正在组织制订相关标准,希望能够规范相关技术和工艺的发展。

3.我国洁净室工程市场需求分析

我国是全球洁净市场的重要组成部分,大致占到了全球洁净市场的20%左右。尤其是随着近年来我国在半导体和显示产业领域的发力,以及医疗和科研改革的不断深入,我国在洁净工程市场方面更是表现出强劲的市场需求。

3.1半导体产业对洁净室工程未来市场的需求可期

半导体技术是电子信息领域的基础和核心,但是“缺芯少核”一直是困扰我国电子信息产业长期健康发展的重要障碍。这种状况不仅导致我国半导体企业,甚至整个电子信息制造业利润微薄,而且引发了诸如信息安全、国际贸易歧视等方面的问题。随着国家对信息安全和自主知识产权的高度重视,未来几年我国半导体产业将迎来产业转型和政策扶持的双重利好,具备高速成长的条件。

20146月,国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,并设立了国家集成电路产业投资基金。基金成立一年多来,目前已募集资本1387.2亿元2015年底投资项目达到28个,总投资额已超过400亿元。在《中国制造2025》战略规划中,提出推动集成电路及专用装备发展作为重点突破口,以中国制造2025战略的实施带动集成电路产业的跨越发展2014年我国集成电路市场规模首次突破万亿级大关,达到10393亿元,同比增长13.4%,约占全球市场份额的50%。产业规模方面,2014年我国集成电路产业销售额为3015.4亿元,2001-2014年年均增长率达到23.8%2015年市场规模将达1.2万亿元

而从技术角度来看,集成电路技术演进呈现新趋势,制造工艺不断逼近物理极限,新结构、新材料、新器件孕育重大突破尤其是近期5纳米技术有望获得实质性进展,引致整个产业可能在近年间实现升级成为可能。此外,随着信息消费市场持续升级,4G网络等信息基础设施加快建设,物联网大数据云计算技术等等的普及中国作为全球最大、增长最快的集成电路市场继续保持旺盛活力

3.2 AM-OLED等新型显示技术日趋成熟,已近产业变革临界点

全球新型显示产业主要集中在日本、韩国、我国台湾地区,在全球薄膜晶体管液晶显示产业竞争中,日本、韩国和我国台湾地区已占据全球90%以上的份额。目前,韩国三星(SDI)和LG、台湾友达和奇美、日本夏普排名全球薄膜晶体管液晶显示面板厂商前五名。我国国内(大陆地区)新型显示产业基地主要集中在环渤海湾、长三角、珠三角地区,以及合肥、武汉、成都、西安等地区。

国家发展改革委、工业和信息化部发布了《2014-2016年新型显示产业创新发展行动计划》,其中指出到2016年,我国新型显示产业按面积计算出货量力争达到世界第二,全球市场占有率超过20%,产业总体规模超过3000亿元,而发展重点是低温多晶硅(LTPS)/氧化物(Oxide)液晶显示器(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(AM-OLED)技术,导入量产后年产能分别达到500万平方米、40万平方米;同时,在全息、激光、柔性等显示技术,以及新型显示材料领域取得部分技术突破。

而技术方面AM-OLED技术的成熟将带来新一轮的产业升级,未来会存在大量的工艺改进机会,甚至直接引进新的生产线,这将为洁净市场创造出新的更大的空间。目前和辉光电上海4.5代线投产、京东方鄂尔多斯5.5代线投产、昆山维信诺(国显)5.5代线投产、华星光电6代线在建、京东方成都6代线在建、信利惠州4.5代线在建、天马厦门5.5代线和武汉6代线在建。DisplaySearch最新研究报告显示,OLED 面板市场格局正在发生变化,除了手机OLED 面板以外,电视以及智能可穿戴设备的OLED 面板市场将呈现明显大幅增长,2015年的OLED 市场规模首次突破亿片。20152月三星电子旗下液晶面板公司Samsung Display宣布将投资36亿美元建立一条新型OLED液晶面板生产线,用来生产中小型OLED显示屏,主要用于如智能手机等消费电子产品。而创维、康佳与LG 电子合作推广OLED 电视,市场需求已经基本成型。

在市场需求方面,主流可穿戴产品对显示屏的需求将大增。据市场机构调研预计,2013 年国内可穿戴设备均价300 /台,2016 年大约230 /台。预计2018 年可穿戴设备市场规模约在700 亿元-1100 亿元左右,保守估计,2019 年可穿戴设备市场将达千亿级,成为规模化发展的引爆点。主流可穿戴产品对显示屏的需要大增。可穿戴显示屏需满足纤薄、亮度高以及节能三要素,而这正好是OLED显示屏的主要特征。所以未来可穿戴设备的市场需求将促进OLED显示屏产业高速发展。

3.3医疗卫生市场出现了新的增长点

为推动我国制药行业GMP的国际化进程,我国出台新版GMP-2010,于201131日起实施,并设置不超过5年的过渡期,即201512月为过渡期的最后期限。根据目前的认证情况来看,大约近2000家企业由于没有经过认证而退出该市场,所以未来几年制药企业洁净室工程需求将减少,但是并不意味着未来几年制药企业就不需要洁净室技术,毕竟很多企业还需要产能扩张,甚至建设新的药厂,以及进行必要的改造和升级等。还有些制药企业需要更高级别的洁净技术相关认证等方面的需求。

总体来说,目前我国制药企业共有5000家左右,13500家医疗器械生产企业,可生产60多种剂型的化学药品制剂,共4500余品种,300多种生物制品,47大类3000多种医疗器械产品,2015年总产值大致为3万亿元,增长接近20%。目前我国获得欧、美、日注册或通过cGMP认证的企业共19家,通过WHO认证的和类制剂生产企业10多家。正在申请欧、美、日注册和等待cGMP的企业约20家,将要申请认证企业可能超过50家。

除了传统制药企业的进一步升级之外,未来在制药和医疗器械方面还有许多新的增长点。第一是国外大型制药企业由于看好我国未来药品,尤其是保健药品的市场需求,扩大了在我国投资建厂的力度。如2015全球最大药企辉瑞宣布在苏州投资9500万美元建设新厂,旨在提升产能、满足中国及亚太地区对辉瑞健康药物不断增长的市场需求。全球第二大制药厂默克集团也在2014宣布,投资6.5亿元在江苏南通新建制药厂,并预计于2017年正式投产,主要生产糖尿病药物格华止(盐酸二甲双胍)、甲状腺药物赛治(甲巯咪唑)和优甲乐(左甲状腺素钠片),以及心血管药物康忻(富马酸比索洛尔)

在药品行业,中国是仅次于美国和日本的世界第三大市场,而且未来随着人们健康意识的提高增长潜力惊人。相关调查估计,2015年的药品消费额已达750亿美元约合4653亿元人民币。自2009年以来,我国药品销售额的年复合增长率接近25%。收入的增长和老龄化的加速意味着中国对药品的需求还将继续飙升。医保覆盖范围的扩大,理论上也会刺激药品需求。外资在华建厂正是看准了国内不断增长的对药物的需求

同时中药市场的迅速扩张也增加了对洁净室的需求。201310月,国务院出台的《促进健康服务业发展意见》中提出,到2020年,要基本建立覆盖全生命周期的健康服务业体系,形成一定的国际竞争力,届时健康服务业总规模达到8万亿元以上,而作为中国传统医学的中医药产业,基于治未病的理念,在健康服务领域有比较优势。

同时考虑到我国医院建设方面的滞后,以及老年人口的增加和二胎政策的实施,未来在ICU病房方面的洁净室工程需求将不仅不会减少,可能还会快速上升。尤其是民营医院将成为未来医院增长的方向。根据卫计委相关的报道,2015年全年新增民营医院已经接近2000家。并且随着医疗制度的改革,我国医院还会保持较快的增长势头。

3.4精密制造相关市场需求随着制造业转型会迅速增长

2008年全球金融危机爆发,随后全球各国经济都向制造业回归,但是并不是回归传统的制造业,而是借助以现代信息技术为代表的机器人、增材制造、绿色制造的精益化、智能化的制造体系,相关制造环节对洁净度的要求程度也较高。尤其是工艺环节的改进,在减少了人工的干预后,为了达到较高的生产精度,企业愿意采用洁净技术来提升产品的合格率和制造的精密性。

同时纳米技术、基因技术、新能源和新材料的技术发展也为洁净技术在制造领域的应用提供了新的空间。被誉为“21 世纪神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承载着人们的无数想象。世界主要国家均高度重视发展石墨烯相关产业,期待它带来巨大的市场价值。科学家预计,未来510 年里,石墨烯研究将有较大发展。石墨烯触摸屏国内已上市,石墨烯电子纸样品已研发成功,它将在相关领域引发革命性突破,并带动价值数万亿美元的新兴产业链。具有很多技术优势的纳米银自组装技术有望产业化。而基因技术已经进入普通人的生活,未来的制药厂需要根据人的基因来配置独特的、个性化的药物。航空航天、船舶和潜水设备、半导体照明、太阳能电池、量子计算等都会利用相关的洁净技术,并创造稳定的市场需求。

4我国洁净室工程市场分析与预测

这是一个变革的时代,各种新技术和应用层出不穷,但是人们对洁净的生活的要求和对产品精益生产要求始终未变,因此洁净行业的整体的市场会继续呈现快速增长的态势。作为经济的有机组成部分,洁净行业会随着整个市场环境会发生波动,但是作为一项服务先进技术的服务型行业,其增长速度要快于市场的增长速度。而洁净技术会随着下游市场要求的提高而不断提高,与高技术产业的发展共同成长。

4.1  2015年我国洁净室工程行业主要市场分析

2015年洁净室工程的细分行业的角度看,电子行业依然是洁净工程市场最大的需求方,但是在整个市场份额中的比重在逐渐下降,基本与医疗食品、高端制造等板块形成了三足鼎立的格局。形成这样情况的主要原因是智能制造、新能源、新材料等的发展,开创了新的市场空间。2015年集成电路、新型显示和半导体照明等产业平稳增长,主要处于技术转型的关键时期,平均年增长率维持在15%左右。太阳能电池在经历国际市场的需求下滑之后于2014年开始逐步反弹,正处于市场恢复的阶段,增长相对迅速。

医疗卫生和食品加工行业增长平稳,但是国家放宽了民营医院进入的门槛,促进了医院的建设,但是很多民营医院规模有限,对洁净工程市场的需求有限,但还是从整体上高于食品行业洁净室市场的增长。2015年由于是制药及医疗器材行业我国国家新版GMP强制认证的最后一年,所以还是爆发出相对强烈的市场需求。当然也有很多制药企业出于经济效益的考量,最终放弃了GMP的认证。

整个市场增长较快的是与航空航天、精密制造、新材料等相关的行业,这类市场主要是受近年来我国经济向制造业转型,政府出台“中国制造2015”来提升我国制造业的整体质量水平,以及制造业本身处于全球智能化变革阶段等因素有关。而随着纳米技术、基因技术、量子技术,以及新型半导体集成电路和新型显示技术的发展,实验室对洁净室的相关市场需求也增长迅速。我国已经进入了创新驱动的发展阶段,相关实验室的洁净工程需求未来可能还会保持较快的增长。下表(表2)是2015年洁净室主要行业市场的状况。

2:2015年洁净室工程市场规模(数据来源:中国电子学会洁净技术分会)

应用领域

细分行业

市场规模(亿元)

合计(亿元)

电子行业

集成电路

97.48

297.8

新型显示

82.72

太阳能电池

35.6

半导体照明

55.3

其他

26.7

医药、医疗及食品

医疗卫生

88.3

256.4

食品加工

75.7

制药及器材

92.4

其他领域

航空航天

50.3

213.35

精密制造

47.7

实验室

49.4

汽车维护

25.75

农业

19.5

其他

20.70

合计

767.55

从技术要求来看,电子行业依然是技术要求最高的行业,其中AMC、空气过滤、交叉污染防控、AMHS系统微震控制等是该领域控制的重点。对于生物实验室,以及相关的药剂制造、新材料加工企业来说,气流控制、压力控制、交叉污染防控等是非常重要的技术指标。而对于精密制造,石油石化等行业来说,AMHS系统交叉污染防控是其关注的焦点当然不管是哪种类型的洁净室对于节能技术的需求都是一致的

4.2 我国洁净室工程市场与技术未来发展预测

根据前面对洁净技术下游市场需求的分析可以看出,洁净市场近年来整体保持持续增长的态势,相关下游市场会保持平稳较快的发展。但是综合考虑到我国已经进入了新的发展阶段,正从高速增长转向中高速增长,经济发展方式正从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济结构正从增量扩能为主转向调整存量、做优增量并存的深度调整,经济发展动力正从传统增长点转向新的增长点的新常态转变,理性地适当地下调了我国洁净室工程市场的增长速度已经成为一种必然的趋势。

但是由于下游强劲的市场需求,预计我国洁净室工程市场的年平均增长速度仍保持在10%以上,大概维持在10%-15%之间,接近未来我国GDP增速的两倍。虽然近年来洁净室工程市场受下游产业技术转型的影响,存在一定的起伏,但是总体来看会保持持续稳定地增长。这主要归因于下游产业技术转型所释放出新的市场空间,以及新的市场需求的不断涌现。下表(表3)给出了2016年到2020年我国洁净室工程市场的规模与增长速度的预测。

3:2016-2020年我国洁净室工程市场预测

年份

2016

2017

2018

2019

2020

规模(亿元)

867.87

989.71

1122.4

1260.11

1412.33

增长率(%

13.07

14.04

13.41

12.27

12.08

从技术发展来看,除了前面提到的一些关键技术会随着产业链下游客户创新需求的提高不断地提高外,节能技术将作为一项重要的共性技术成为未来整个行业关注的焦点。从目前来看,很多下游客户都关注洁净室节能在企业成本中的影响,因为市场的充分竞争已经使得整个行业利润很薄,希望能够从节能方面来获得相应的效益。

而现在人们生活水平的提高和对空气污染问题的空前关注,也创造出了广大的家居需求这一更广泛的市场空间。目前一些洁净室工程和耗材企业正在尝试进入高端写字楼、大型购物中心、居民的日常家居,以及汽车内部空间等新的市场领域,希望能够用洁净技术为更多的人提供洁净的生产生活空间。这些领域对洁净技术的需求不仅强调节能和高效,更强调方便利用等特性,为洁净室提出了新的技术要求。

4.3 技术创新将引领洁净室工程市场未来的发展

当此全球技术和产业变革的关键时期,随着下游市场对洁净工程技术需求的多样化发展,创新将成为洁净技术未来发展的“新常态”,整个行业只有在不断优化自身服务,为客户提供更高效的洁净解决方案,强化自身的技术创新意识才能够保证洁净室工程行业自身的健康发展。

客观地来看,洁净室工程企业与客户的紧密结合为洁净室工程行业的技术创新提供了基础。目前很多洁净工程企业在客户方派有技术人员,参与客户的工艺流程等方面的改造工作,甚至参与客户的研发项目,从洁净的技术角度为客户提出专业的意见和建议。

从技术角度来看,洁净室工程企业不仅与下游客户形成了紧密的合作关系,而且随着自身技术实力的增强,以及一体化解决方案成为其主要的业务形态,他们也有意识地与上游的供应商形成了稳定的合作关系,共同促进了整个行业的创新发展。从目前行业发展来看,上游专业技术需求客户、洁净室工程企业和主要的下游供应商已经形成了相对紧密的行业创新链条,产业创新发展的生态已经初步形成。

从我国“十三五”规划来看,工业和信息化部将航空发动机及燃气轮机、深海空间站、量子通信与量子计算机、脑科学与类脑研究、深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统、煤炭清洁高效利用、重点新材料研发及应用、天地一体化信息网络、高档数控机床、深海探测、核医学影像设备、新能源汽车等近百项技术作为“十三五”期间的重点,而这些技术和应用会不同程度利用到洁净室相关技术。这些都为洁净技术的创新应用提出了新的要求,开拓出新的市场空间。 




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