根据下游应用场景的不同，超纯水市场可细分为半导体、燃煤发电、平板显示器、制药、燃气轮机发电等。其中，电子级纯水是最主要的超纯水市场，核级超纯水市场也有很大的增长空间。目前，行业整体处于成长阶段，均质树脂等上游原材料被少数国外巨头垄断。国内许多厂商已经进入下游超纯水系统，但核心配件和系统集成仍然主要使用国外技术。
能够突破具有自主知识产权的吸附分离材料关键技术，具备核心元器件制造能力，或具备独立系统集成能力的企业，将在众多参与者中脱颖而出。目录超纯水概述市场概述行业壁垒限制了中小厂商顺利进入产业链上下游，关键技术集中在国外厂商手中。市场主体结语导读：近年来，随着国家对环境保护的重视和半导体产业的迫切发展，超纯水的概念逐渐为大众所熟悉。
与用于净化生活用水的普通净水器不同，超纯水一般应用于科研、工业制造等优质用水领域，超纯水在半导体、核电、燃煤发电、制药等行业中扮演着极其重要的角色，尤其是在半导体和核电领域，巨大的应用潜力正逐渐显现，随着应用场景的日益复杂，对超纯水水质的要求也在不断提高。
在技术尖端几乎被国外巨头垄断的今天，超纯水的制备和应用面临哪些挑战？市场前景如何？参与者有哪些？一级市场的投资机会在哪里？本报告将对上述问题进行探讨。超纯水概述1定义——“超纯”超纯水（UPW）是指几乎完全去除水中的导电介质，将水中不可解离的胶体物质、气体和有机物去除到极低的水位。超纯水的电阻率大于18MΩ·cm，接近13MΩ·cm的极限值。
“超纯水”强调将水中各种类型的污染物去除到接近零的水平。与常用术语“去离子水”不同，除了表征电解质含量（电导率或电阻率）的常规指标外，还包括有机和无机化合物、溶解和颗粒物、细菌和溶解气体等指标，具体取决于应用。2半导体行业对超纯水的要求很高。超纯水最常用于电子和制药行业。它是电子行业的常用术语，也用于太阳能光伏、发电和研究实验室等其他行业。
虽然“超纯水”被用于各个行业，但其质量和标准各不相同。其中，半导体行业对超纯水的要求最高。在半导体生产中，超纯水被用于晶圆洗涤、化学稀释、化学机械研磨、洁净室环境中的加湿源以及许多其他场合。超纯水的质量直接关系到半导体的产量。随着半导体元件尺寸的缩小和细度的增加，对超纯水质量的技术要求不断提高。在超纯水的生产过程中，只要在颗粒、电阻率、TOC（总有机碳）和气泡中的一个指标上存在细微差异，半导体元件生产的合格率就会下降。
半导体超纯水质量参考标准目前由几个国际组织和团体制定和颁布：半导体设备和材料国际（SEMI）、国际半导体技术路线图（ITRS）、美国测试和材料学会（ASTM）。表1晶圆厂超纯水质量标准来源：杜邦水处理3超纯水的制备工艺复杂而困难。与用于净化生活用水的普通净水器不同，超纯水一般用于科学研究和工业制造等优质水应用。
前者通过PP棉、颗粒活性炭、精密压缩活性炭、反渗透（RO）膜/超滤膜、后活性炭五级过滤器过滤，滤除细菌（0.4-1μm）、病毒（0.4-0）、重金属离子等有害物质，得到符合生饮标准的饮用水，属于分子过滤。后者是一般工艺中很难达到的水平，需要在微滤技术、超滤技术、反渗透技术、EDI（电去离子、电去离子）技术、离子交换技术中两种或两种以上的技术，在各级滤芯、控制元件、增压泵、紫外线灯等的共同作用下，制备出符合实验要求的超纯水，属于离子级过滤。一些超纯水机还备有软水器、微滤膜、UV紫外线消解仪等供选配，超纯水机早已成为生物、电子、制药、化工等实验室的标配，其生产的超纯水广泛应用于细胞培养、质谱分析、容器清洗、超痕量分析等。
一般来说，工业制备超纯水的过程大致可分为以下三种类型：（1）传统的利用离子交换树脂制备电子工业超纯水的水处理方法，基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→阳离子床→阴床→混合床（双床）→超纯水箱→超纯水泵→后安全过滤器→水点；（2）利用反渗透水处理设备和离子交换设备相结合制备电子工业超纯水，基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→混合床（双床）→超纯水箱→超纯水泵→后安全过滤器→水点；（3）使用反渗透设备和EDI设备制备电子工业超纯水的方式如下：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→EDI→超纯水箱→超纯水泵→后安全过滤器→水点。图1：使用反渗透设备和EDI设备制备电子工业超纯水来源：广州中康环保设备有限公司， 有限公司市场概述1市场规模快速增长，亚太地区潜力巨大据美通社市场研究，到2020年，全球超纯水市场规模将75亿美元。英国公司DataBridge预测，到2027年，超纯水市场规模将达到128亿美元，2020-2027年平均年增长率约为9%。
在2017年全球超纯水市场份额中，亚太地区占比最大，近60%；其次是美洲，占比超过20%。根据英国Technavio的报告，亚太地区是全球市场中超纯水市场增长率最高的地区，这主要是由该地区半导体行业和燃煤电厂的增长推动的。图2:2017年亚太地区占超纯水市场份额的60%。资料来源：IndustryARCAAnalysis、专家见解、国泰君安证券研究。在2017年超纯水参与者分布中，北美超纯水供应商占比最高，达到50%；其次是亚太地区，占比27%，这表明尽管超纯水需求主要集中在亚太地区，但超纯水制造的高端技术仍掌握在北美发达国家手中。
图3:2017年超纯水参与者分布来源：美通社、国泰君安证券研究2应用场景广泛，电子级超纯水是主要市场根据下游应用场景的不同，超纯水市场细分为半导体、燃煤发电、平板显示器、制药、燃气轮机发电。McIlvaine数据显示，2017年全球超纯水市场中，半导体等电子器件占超纯水市场的47%，电子级纯水成为最重要的超纯水市场。
此外，燃煤电力、制药、工业电力、燃气轮机的超纯水消耗量也较大，市场份额分别达到18%、10%、9%、8%。图4:2017年超纯水应用行业份额来源：McIlvaine，国泰君安证券研究1半导体市场前景广阔。清洗设备是关键的半导体和晶圆行业。以及行业对微电子设备日益增长的需求，带动了超纯水行业的快速增长。2017年超纯水过滤和处理设备销售额超过38亿美元，其中电子公司是最大的买家。
半导体、光伏、显示面板和存储器制造商购买超纯水硬件和耗材来清洁蚀刻和其他液体。蓬勃发展的半导体市场为超纯水市场创造了广阔的空间。根据世界半导体贸易统计协会（WSTS）的数据，2018年全球半导体市场规模为4688亿美元，同比增长172%。
根据Technavio数据，预计2018年至2022年间，全球半导体电子级超纯水市场复合年均增长率将超过8%，从2017年的24亿美元增长至2022年的47亿美元。其中，亚太地区在2017年占据了最大的市场份额，占比超过61%。亚太地区的中日韩半导体制造商将成为电子级超纯水市场未来增长的重要驱动力。图5:1986-2020年全球半导体市场规模稳步增长来源：WSTS、国泰君安证券研究图6：全球半导体电子级超纯水市场规模预计将达到469亿美元来源：Technavio、国泰君安证券研究作为超纯水的最大需求，微电子行业的快速发展将极大地促进超纯水行业的增长。
微电子市场的快速增长导致计算机芯片或集成芯片、太阳能电池和平板显示器的产量增加，而生产这些器件的工厂对超纯水的需求巨大。在电子元件的生产过程中，无论是清洗水，还是溶液和浆料，都需要超纯水。集成电路的生产过程是反复蚀刻和清洗。清洗是半导体工艺的重要组成部分。目的是清洗半成品中可能存在的原材料和杂质。
每生产一块集成块需要3-5升超纯水，6英寸晶圆平均需要2吨超纯水。世界上80%的半导体设备是晶圆加工制造设备，清洗设备约占其中的8%。在光伏和半导体行业的管子生产中，如果使用的水中混入杂质，会影响管子中电子的发射，进而影响管子的放大性能和寿命。因此，超纯水用于液体加药和清洗。
在显像管和阴极射线管的生产中，通过喷涂或沉淀的方式在荧光屏内壁附着一层荧光材料，是由锌或其他金属硫化物组成，与硅酸钾结合的萤火虫粉末颗粒。其配置需要使用超纯水。如果超纯水中含有8ppb以上的铜，就会引起发光变色；如果含铁量在50ppb以上，就会引起发光变色、变暗、闪烁，并会造成气泡、痕迹、漏光点等不良品。在黑白显像管荧光屏生产的12道工序中，清洗外壳、沉淀、润湿、洗膜、清洗颈部等5道工序都需要纯水。每个晶体管需要80kg高纯水。
液晶显示器的屏幕表面需要用纯水清洗，并与液体混合，如果纯水中有金属离子、微生物、颗粒等杂质，液晶显示电路就会失效，影响液晶显示屏的质量。在光伏行业的晶体管和集成电路生产中，纯水主要用于清洗硅片，少量用于制备药液、硅氧化的水蒸气源、一些设备的冷却水以及电镀液的制备。
图7：清洗设备占晶圆生产设备成本的8%来源：Gartner、SEMI、国泰君安证券研究根据Research chandMarkets的研究报告，全球半导体清洗设备市场规模预计将从2020年的74亿美元增长到2025年的121亿美元，复合增长率为3%，远超全球半导体设备的复合增长率。因此，清洗设备未来的增长空间很大。图8：全球半导体清洗设备市场规模（1亿美元）来源：Research chandMarkets、国泰君安证券研究清洗技术有湿法清洗和干法清洗两种，其中湿法清洗占清洗技术的90%以上。
湿法是指利用具有腐蚀性和氧化性的化学溶剂对随机缺陷进行喷涂、擦洗、蚀刻和溶解，使硅片表面的杂质与溶剂发生化学反应，形成可溶性物质、气体或直接脱落，然后用超纯水清洗硅片表面并干燥，得到符合洁净度要求的硅片。干洗是指不依赖化学试剂的清洗技术，包括等离子清洗、气相清洗、光束清洗等。
图9：清洗技术构成来源：前瞻产业研究院、国泰君安证券研究英国Technavio发布2018年分析报告称，半导体制造业是水密集型产业，半导体晶圆尺寸的增加是半导体行业全球超纯水市场增长的关键因素之一。超纯水在芯片和显示元件生产中的使用量非常大，对芯片质量的影响也很大。Technavio估计，现有300mm工厂每天需要150万450万加仑的超纯水。
据《中国经营报》报道，台积电和英特尔生产对超纯水的需求可达100吨/小时以上；2核电市场增长空间大核电市场目前占比较小，增长空间大据McIlvaine数据显示，2017年全球超纯水市场中，核工业超纯水市场占比4%，占比较小，但极高的技术壁垒导致利润率远高于其他领域。
我国《核电站中长期发展规划》提出，到2020年核电站装机容量达到8000万千瓦，与火电、水电、风电等能源品种相比，核电具有环保、稳定、自主可控等优势，据中电联数据显示，2018年核电发电设备利用小时数为7184小时，是目前我国容量利用率较高的能源品种。
但我国核电站建设起步较晚，核电利用水平低于世界平均水平，截至2018年，全球核电装机容量/发电量占总装机容量/发电量的7%/10%，而我国仅为2%和4%。
图10:2018年我国发电结构资料来源：中国电力协会、国泰君安证券研究图11:2019年部分国家核电发电能力（亿千瓦时）资料来源：世界核协会、国泰君安证券研究核级超纯水离子交换树脂主要用于反应堆第一回路和第二回路的给水和水处理系统。向蒸汽发生器第二回路提供可靠质量的超纯水是保证其稳定运行和提供合格质量蒸汽的关键技术。核级超纯水可以减少第二回路侧面的污垢沉积，降低第一回路向第二回路传热的热阻，增加蒸汽产量。同时，超纯水可以减少污垢在发电机涡轮叶片上的沉积。此外，核电厂一次水处理系统所用的核级树脂必须具有较高的再生转化率、较低的杂质含量、良好的抗辐射分解能力，还要求树脂能在高操作流量和高温下运行，使用过程中系统释放的有机或无机杂质应在允许范围内。
3其他市场也有大量需求。除了电子和核级超纯水市场，超纯水还用于燃煤发电、制药、燃气轮机等行业。以燃煤发电市场为例，该行业用水非常频繁，主要包括锅炉补给水、冷却水、生活消防等水，其中水质最严格的是锅炉补给水。
如今，火电厂正朝着大容量、高参数发展，对锅炉用水的水质要求也越来越高，不仅要求硬度低、溶解氧极少、固体和有机物含量极少，不符合供水标准的水会使电厂设备无法安全经济运行，长期的锅炉运行实践表明，锅炉给水水质是影响锅炉和热力系统安全、稳定、经济运行的重要因素之一。
未经净化的水含有许多杂质，特别是钙和镁离子，如果进入锅炉系统会造成很大的危害。例如，形成水垢，导致锅炉加热不均匀，损坏金属；热效率降低，能耗增加；需要试剂清洗水垢，增加了运行成本；蒸汽质量容易恶化。
因此，除了混凝、沉淀、过滤等常规水处理方法外，还需要采用离子交换技术、反渗透技术和电渗析技术，以确保设备出水水质满足行业用水需求。同样，在制药行业，水是药品生产过程中的重要成分之一。
因此，为了保证药品的安全，必须使用不含任何杂质的超纯水。制药公司的超纯水用于配方、洗瓶、配料等工艺的生产，以及原料药的精制和洗涤。
限制中小型制造商进入供应商的行业壁垒高忠诚度造成高市场进入壁垒超纯水处理市场的最终用户，特别是制药、生物技术、实验室/分析和微电子行业的最终用户生产成本高，因此倾向于忠于他们信任的有限供应商，一般不会尝试其他供应商的产品。
大多数停机成本较高的用户担心不熟悉的产品可能会因故障或性能下降而停产。最终情况是最终用户不愿冒险。他们宁愿与熟悉的供应商保持联系。尽管他们可能不是市场上最好的或价格最好的产品，但他们仍然是他们所依赖的供应商。这对没有足够资源建立市场声望的中小型公司来说是一个挑战，但随着这个市场的进一步发展和新技术的不断改进，这一挑战预计将在未来逐渐减少。
产业链上下游畅通，关键技术集中在国外厂商。超纯水行业产业链包括上游原材料供应商、中游设备制造商、下游水处理系统。上游原材料供应商为中游设备制造商提供离子交换树脂、反渗透膜等材料。中游设备制造商为下游水处理系统提供高纯材料管道、高纯阀门、仪表等设备。下游水处理系统是制造超纯水的最终工序，包括预处理系统、淡化水系统、纯水系统、循环抛光系统、回收系统。图12：超纯水产业链来源：国泰君安证券研究1上游高端技术掌握在国外巨头手中。产业链上游是离子交换树脂、反渗透膜等原材料供应商。
离子交换树脂用于超纯水生产中的EDI装置或CDI装置，以去除高纯度水中的矿物质和重金属污染物。当矿物质溶解在水中时，它们会形成称为离子的带电粒子。
某些天然和合成材料具有从水中去除矿物质离子以换取其他物质的能力，从而产生了电阻率为18 MΩ·cm的I类电子级超纯水，以及纯度更高的核级超纯水。目前市场上可买到的树脂大多采用间歇釜悬浮聚合法生产，粒径分布呈高斯型。
喷射造粒技术生产的树脂具有较高的粒径分布均匀性，又称均相树脂。均相树脂具有独特的流体动力学性能，在树脂的交换和再生过程中，体现了单一完整的运行效率，在特定行业中表现出非常重要的应用性能，是获得电子级和核级超纯水的不二选择。核电用一、二回路超纯水的制备必须使用均相树脂。目前，均相树脂市场被陶氏化学、朗盛等少数海外巨头垄断。
陶氏拥有种类最齐全的世界级离子交换树脂，可满足软化、超纯水生成、微量污染物去除等各种分离需求。其中，陶氏罗门哈斯树脂已成为水处理中不可或缺的消耗品。水处理树脂主要通过阴、阳离子的交换在水处理中发挥作用。在使用过程中，应掌握离子交换控制方法。该方法主要规定，当阳离子床和阴离子床的工作交换达到一定容量时，需要立即停止运行，进行再生操作。
朗盛公司的赛博化学也为超纯水市场提供离子交换树脂。国内树脂材料生产企业大多集中在传统的工业水处理领域，如工业和民用水处理、废水处理、食品或制药级超纯水生产等，门槛低，竞争激烈，利润空间薄。高端领域的电子级和核级超纯水市场尚待开发。反渗透是应用最广泛的交叉流技术，可在所有膜工艺中产生最佳的过滤水平。
在反渗透中，通过施加大于正常渗透压的压力，进入的水被迫通过盐浓度较高的区域到更稀的区域，并通过半透膜。反渗透通常用于为随后的最终净化过程（如离子交换）提供几乎不含固体、盐、有机物和胶体的水。反渗透在离子交换系统的预处理方面取得了很大进展，从而大大减少了用于再生离子交换树脂的化学物质，最终降低了树脂消耗。
离子交换和反渗透系统相结合产生的水比单独使用任何一种系统产生的水都要好得多。全球反渗透膜的主要供应商是陶氏、日东电工和日本东丽。Saehan膜和Koch膜也在市场上广泛使用。
2中游设备种类繁多，产业链中游是高纯物料管道、高纯阀门、仪表等设备的生产厂家，管道材料的选择对于高纯水系统的性能至关重要，避免管道造成污染。
Georg Fischer是半导体行业的供应商，并已扩展到包括TFT/LCD显示器和太阳能行业。HarvelPlastics生产带有特殊配方PVC化合物的管道，以减少暴露在超纯水环境中时的可浸出污染。
圣戈班为高纯度材料提供管道，为了保持产业链的完整性，需要设计用于超纯水系统的阀门和泵。
阀门供应商包括Georg Fischer、Burkert Fluid Control、Saint-Gobain和Teqcom Industries，它们也参与了泵市场。其他高纯度泵市场参与者包括GRUNDFOS、滨特尔和ITT。
仪表和控制是超纯水用户的一项主要投资，它们持续监测纯水系统的关键指标，通常测量pH、流量、电阻率、电导率、温度、压力和污染物，如总有机碳（TOC），经常使用多个TOC监测器，电导率、电阻率和pH计一般位于预处理系统中，压力监测器布置在多个位置。
Mettler-Toledo、Invensys、Emerson和Hach为超纯水系统提供仪器，瑞士的Swan是分析仪器和分析技术的供应商。3下游工艺复杂，国内品牌力争赶上下游水处理系统作为制造超纯水的最终工序。超纯水系统是工业水处理系统中设计和施工最复杂、选材最讲究、运行控制最精确的系统。业界有不同的方式将超纯水系统划分为不同的子系统，大致可分为预处理、淡化、纯水、循环抛光、回收五个子系统。
1超纯水处理系统预处理（颗粒物去除工艺）：去除原水中的悬浮物、浊度、胶体、大分子有机物等杂质和部分细菌微生物，减轻后续处理单元的负荷。过去纯水制造方法不能满足需求。要使用精密膜过滤装置进行颗粒物的微尺寸处理，还可以使用UF（超滤）、NF（纳滤）、MF（微滤）和反渗透（RO）处理工艺。理论上，膜过滤装置的组合可以满足超纯水中颗粒物去除的标准要求。
脱盐系统（脱盐工艺）：即去除水中离子的过程，具体表现为去除大部分的盐分、有机物和硅、硼等弱电解质。电阻率是对水中离子含量的表征。常规的脱盐工艺有离子交换树脂吸附工艺、RO膜过滤和EDI工艺等。第一种是目前半导体超纯水系统中常见的。RO膜过滤法具有盐浸允许范围宽、占地面积小、模块化设计、运行维护自动化程度高等特点。
一般几种工艺组合使用，如树脂+RO+EDI等。自来水的离子含量因地而异，根据不同情况调整工艺组合。纯水系统（去除有机物工艺）：在进入最后的循环抛光阶段之前，进一步改善水质，特别是有机物、颗粒物和特定溶质的指标，达到或基本接近最终的水质要求。最常见的工艺组合是反渗透膜+再生混床+脱气。这里，反渗透膜和离子交换树脂的纯度更高，即本身溶解或释放的杂质很少，所以使用的反渗透膜和离子交换树脂应该进行预处理。
循环抛光系统：在水点之前，通过热交换、紫外线、树脂净化、脱气和精密过滤来达到最终的恒温、恒压和水质目标。由于超纯水的性质非常活泼，不能静态储存，其纯度只能通过不断的净化循环来保持，因此被称为循环抛光系统。回收系统：通过有效的水管理机制，对生产过程中相对清洁的水进行合理的分类和收集，并回收为超纯水进行补充和循环利用。
图13：超纯水处理的五大子系统资料来源：资料来源：杜邦水处理在全球超纯水处理系统（集成）市场中，基督公司是超纯水系统的主要供应商；美国过滤器公司提供由最终用途决定的中央系统、预处理和进一步净化系统；GE水处理公司提供EDI系统，不仅可以去除残余盐分，还可以去除二氧化碳、二氧化硅、氨和硼等可电离的水溶液；栗田工业提供利用反渗透、超滤和离子交换技术的系统。2超纯水机系统集成超纯水处理系统的五大子系统需要通过超纯水机来实现。
超纯水机在工业企业、科研院所、政府主体、医疗系统等领域发挥着不可替代的作用，基于巨大的市场需求，相关品牌日益丰富，行业竞争加剧，目前能生产超纯水机的厂家主要有默克米利波、威立雅、波尔、赛多利斯、艾科、和泰等。
近年来，工业企业、第三方检测机构等倾向于偏爱技术成熟、性价比相对较高的国产品牌，如优普、Eco、利康等，国产品牌发展迅速。重点市场参与者1国外市场参与者1参与者众多，覆盖产业链的各个方面。超纯水是一个不断增长的市场，拥有大量的全球和区域参与者，主要包括通用电气（GE）、杜邦、陶氏化学、威立雅、Pall Corporation、Microdyn-Nadir GmbH、滨特尔、栗田、Memstar、SynderFiltration、Koch膜系统、Hydranautics、EvoquaWater等。
表2：国外超纯水行业主要玩家来源：公司官网链接、国泰君安证券研究2行业并购频繁，需求多元化要求超纯水供应商更具战略眼光，大额收购交易影响市场格局和小企业生存，西门子水务技术、GE水处理技术等全球主要市场参与者频繁并购凸显出市场将越来越多地被少数大公司主导，限制小公司的增长。
西门子水务技术公司收购了USFilter以及较小的替代技术，而通用电气基础设施公司通过收购奥斯蒙尼、离子和泽农加强了水和工艺技术部门。大公司日益增长的影响力和作用将继续挑战小公司，小公司可能会追求细分市场，专门从事某些产品生产以及一站式解决方案交付，以更贴心的服务与客户建立长期合作伙伴关系。
广泛的行业需求使得通用营销和解决方案不切实际。品牌识别和营销在客户需求如此之多的行业中非常困难，每个客户都需要定制的解决方案，因此供应商需要花费大量时间和金钱来识别问题并实施解决方案。
水处理企业面临的挑战是是否为每个细分市场的每个客户提供全面的解决方案。这种情况迫使水处理行业对目标公司更具选择性，在提供的解决方案中更具战略性。3日本栗田工业公司成立于1949年，其超纯水业务Ascendas Kurita Industries株式会社以销售具有特定功能的设备或化学品为基础，提供全面和专业的水处理解决方案。
经过70年的发展，公司在锅炉水处理、工业废水处理、生活污水处理、工业超纯供水和水循环等领域拥有雄厚的技术储备和实践经验，无论日本经济和环保产业如何兴衰，公司都能周而复始，成为日本水处理领域的龙头企业之一。
20世纪70年代末和90年代初，电子行业尤其是半导体行业成为日本经济的增长极，1977年至1995年间，日本半导体销售额从6亿美元迅速增长到383亿美元，增长了243倍。
70年代初，栗田工业从美国引进RO膜技术，开始研发超纯水生产设备，1973年正式进入半导体行业，推出日本第一台反渗透膜设备。
它将反渗透技术引入电子工业，产生了划时代的效果，超纯水生产设备负荷比以前减少了10%，收率从50%提高到95%，1975年公司推出了自己的“双高系列”超纯水生产设备，回收率达到90%以上，迅速成为市场畅销产品。
同时，公司采用RO、超滤、微滤等膜处理技术，加速技术研发和市场拓展，市场份额迅速扩大，成为日本最大的超纯水生产设备和运维服务供应商。栗田工业在电子行业早期迅速进入市场，通过技术引进和自身研发，率先形成领先于市场的技术优势。然后，乘着电子行业的快速发展，实现了自身规模的进一步扩大和业绩的稳步提升，稳坐行业龙头的位置。
进入21世纪后，公司迎来了电子行业服务业务的新一轮增长，主要得益于公司于2002年推出的超纯供水业务。图14：栗田实业超纯供水业务模式来源：栗田实业，国泰君安证券研究公司早期的业务模式主要是销售超纯供水设备和提供运维服务，但电子行业设备需求波动较大，导致公司订单数量波动较大。
为稳定收入，公司开始采用BOO形式，推出超纯水供应外包业务，即公司在客户工厂安装超纯水生产系统及一系列配套设施，并负责所有的运营、管理和维护。客户根据其超纯水消耗量支付相应的费用。经营模式从销售设备转变为直接供应超纯水。2017年，公司销售收入共计2369亿日元。其中，水处理化学品事业部收入为904亿日元，占比32%；水处理设施事业部收入占比68%，包括水处理设备销售收入460亿日元和水处理设备运维服务收入1005亿日元。
这实际上反映了公司的战略定位：栗田工业不仅销售具有特定功能的设备或化学品，而是依靠其技术提供满足客户需求的专业服务，以帮助其降低生产成本，提高生产效率，减轻其经营活动对环境的负担。公司的超纯水供应业务大大降低了电子行业水处理设施的初始投资和运营成本，尤其是半导体和液晶显示器制造商，并迅速获得市场青睐。在随后的几年里，公司的超纯水供应业务快速增长。该业务的营业收入在2005年至2009年期间以年均56%的速度增长。2009年，该单一业务占公司总营业收入的近20%。
此后，尽管有限的国内需求和日本电子行业的低迷限制了公司业务的进一步扩张甚至下滑，但超纯水供应的商业模式已被市场广泛接受。2015年，公司开始向韩国半导体制造商供应超纯水，将超纯水供应业务与其海外扩张战略相结合，寻求新的发展。公司还拥有大量中小型水处理设备，一个例子是MakuaceUP-R，这是一种从自来水中制造超纯水的标准设备，可以放置在使用点附近，以节省空间，大大减少现场施工。
公司的高性能反渗透膜、紫外线灭菌器、Deminars、超滤膜等技术设备也可采用小单包装。图15:2017年栗田实业各业务销售收入占比资料来源：栗田实业图16:2005-2017年栗田实业超纯水收入及占比资料来源：彭博、国泰君安证券研究图17：中小型水处理设备资料来源：栗田实业2国内主要市场主体目前，国内产业链各环节的超纯水市场主体主要覆盖技术壁垒较低的低端产品，在电子级、核极等高端用水领域竞争力较弱。
例如，核级超纯水所需的均相树脂市场被少数海外巨头（陶氏、朗盛、普莱森特、三菱）垄断。相比较而言，国内大部分企业不具备均相树脂的能力。只有真光股份和苏青具备部分筛分树脂的实际能力，这两家公司的树脂材料供应仍处于起步阶段。值得一提的是，国内企业正在努力突破技术壁垒。例如，蓝晓科技具备均相树脂的产业化能力，同时提供设备和系统的一体化服务。随着对超纯水这一重要细分市场的重视和研发实力的增强，国内企业有望打破国外产品的垄断格局，获得一定的市场份额。
表3：国内超纯水行业主要玩家来源：各公司官网链接，国泰君安证券研究1国内超纯水设备——艾科超纯水机成都艾科作为纯水设备品牌的老厂，拥有专业的技术研发团队、专属的分析实验室、大型生产厂房、现代化的办公空间和咨询售后服务管理体系，始终专注于超纯水设备的研发、生产和服务，为实验室、医院用品、工业、企业客户提供专业、全面的纯水系统解决方案。艾科服务的客户范围广泛，包括大学/研究机构、化工/能源开采、医院/制药公司、工业生产纯水以及企事业单位。具体而言：（1）艾可整体专注于高校及科研纯水解决方案，针对高校及科研纯水设备需求提供工程设计、安装、调度及售后一体化服务；（2）艾可厂家瞄准化工、能源等行业用水需求，生产设备采用反渗透、离子交换、EDI等超纯水生产工艺，制水满足多行业需求；（3） 医院等单位是关系国民健康的重要行业，艾科厂家对本行业纯净水设备的生产开发采用一体化设计，微电脑自动控制，操作简单，运行稳定；（4）艾科厂家可根据工业用水的实际情况、制水要求、用水特点，量身定制符合需要的纯净水设备。生产设备采用RO反渗透和离子交换EDI等新型超纯水生产工艺，具有经济、实用、稳定等特点。（5）艾科厂家与国内外多家知名企事业单位合作，根据企事业单位用水需求，提供多规格纯净水设备，专业定制所需的纯净水设备。
图18：Eco Advanced-III/IV实验室超纯水机来源：成都唐氏康宁官网链接（1）优点各种用途的超纯水对TOC有一定的要求，Eco超纯水机可以在线检测TOC含量，极大的方便了用户的使用，Eco的这项技术使机器在无压力或压力未达到额定参数时自动关机，有效地防止了机器中的各个部件（零件）在无压力下空转，在压力不足的情况下疲劳运行，对各个部件造成损坏，降低了使用寿命，增加了机器造成的故障率。
该功能还有很多其他优点：（1）可以利用芯片在线检测机器内部耗材（部件）的真伪，让用户可以随时在线监控机器的运行状态，避免购买或更换以次充好的超纯水机耗材和部件，使超纯水机的水质不符合规定的要求，甚至缩短机器的使用寿命，损害用户的利益；（2）可以检测机器内部是否漏水在线，如漏水会实时报警，大大方便了人员的使用，让用户随时了解机器内部情况，避免了漏水仍在使用的情况；（3）可以远程除水，设置任意水量，并设定所取超纯水的质量。使用户不用来回跑，也省去了取水的等待环节；（4）采用超小型EDI连续电去离子模块，避免了环境污染，也节省了大量的人工。
过去，过滤装置和RO反渗透装置产生的废水一般通过管道直接排放到下水道中，造成了水的浪费，增加了用户的使用成本。这种技术实现了废水回用。
（2）客户及技术来源艾克超纯水机在各领域客户众多，为客户提供纯水设备安装调试及设备后期维护等售后服务。大学实验室案例，包括清华大学、四川大学、湖南大学、贵州大学等；科研机构案例，包括中国科学院、中核集团、江西省农科院等；医院及制药企业案例，包括四川国威药业、北京航天中心医院、遵义医学院附属医院等；工业纯水案例，包括云南云天化集团、中石化、山西榆社化工等；冶金矿产案例，包括中石化海南炼化有限公司、紫金矿业、中国白银集团等。
在具体设备中，部分核心部件为国外先进技术，如储水桶采用美国真空压力无菌储水桶，进水口终端微滤为德国原装0.22μm胶囊微滤。结论结论1：超纯水应用场景广泛，包括半导体、燃煤发电、平板显示器、制药、燃气轮机发电等领域。总体来看，目前我国超纯水市场处于增长阶段，市场规模快速上升。超纯水的高端应用场景将主要集中在半导体和核电两个领域。
结论2：从产业链结构来看，超纯水市场玩家众多，覆盖产业链各个环节，上游原料商、中游设备供应商、下游超纯水处理系统（一体化）运行平稳，产业链完整；结论3：在电子级、核级高端市场，前沿技术主要掌握在国外厂商手中。
均质树脂等上游原材料被少数国外巨头垄断，国内多家厂商已进入下游超纯水系统，但核心部件和系统集成仍以国外技术为主，能够突破具有自主知识产权的吸附分离材料关键技术，具备核心部件制造能力或独立系统集成能力的公司将在众多参与者中脱颖而出。
