全面推進——2018年半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化突破情況

作者: 智通編選 2018-07-21 13:30:53
硅片至少占到了全球半導(dǎo)體材料市場的30%以上,而且隨著2016年開始的硅片瘋狂漲價,價值比例還在上升。

本文來自“寧南山”微信公眾號。

半導(dǎo)體這個產(chǎn)業(yè),下游到上游,技術(shù)難度和壁壘都非常高,可以說沒有容易做的東西。

從芯片設(shè)計(英特爾,高通),到芯片制造(臺積電,三星,英特爾),到芯片設(shè)備(應(yīng)用材料,lam research,東京電子,ASML),到半導(dǎo)體材料,全部都很困難,后來者進入必定是充滿艱辛。

在之前的文章里面,已經(jīng)大概講了芯片設(shè)計,制造,封裝,設(shè)備等,這篇講講半導(dǎo)體材料。我們要知道,在半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈里面,設(shè)備和材料被認為是上游。這兩個領(lǐng)域美國和日本是占據(jù)優(yōu)勢的。

那么市場空間有多大呢?

根據(jù)SEMI(國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會)的統(tǒng)計,2017年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為570億美元,而全球半導(dǎo)體材料市場銷售額為469億美元,增長了9.6%。也就是設(shè)備+材料=1039億美元,這比華為一年的銷售額要多一點。整個半導(dǎo)體2017年總的銷售額,如果按照Gartner的數(shù)據(jù),是4197億美元,也就是設(shè)備+材料占了整個市場的24.76%,也就是差不多25%的水平。

所以好了,我們要知道一個重點,半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備和半導(dǎo)體材料非常重要,但是在半導(dǎo)體整個產(chǎn)業(yè)鏈中,這兩項加起來只是占四分之一,其他四分之三的價值是在設(shè)計,制造,封測等領(lǐng)域,對于一個普通國家來說,半導(dǎo)體的設(shè)備,材料,設(shè)計,制造,封測這五個部分,能做其中一樣就很了不起了,比如說荷蘭人,有ASML這家設(shè)備企業(yè),就足可以令自己驕傲了。當然對中國來說,想法肯定不一樣,這五個部分都是要拿下來的。

半導(dǎo)體材料,可以分為晶圓制造需要的材料和封裝需要的材料,當然了晶圓制造所需的材料是核心,大體可以分成以下:硅片,靶材,CMP拋光材料(主要是拋光墊和拋光液),光刻膠,濕電子化學品(主要是高純試劑和光刻膠配套試劑),電子特種氣體,光罩(光掩膜),以及其他。

首先我們講下半導(dǎo)體材料里面價值最高,占半導(dǎo)體材料市場比例最大的硅片,硅片至少占到了全球半導(dǎo)體材料市場的30%以上,而且隨著2016年開始的硅片瘋狂漲價,價值比例還在上升。

這個市場,以2017年為例,全球的集成電路硅片的占有率,日本信越化學份額28%,日本SUMCO 份額25%,臺灣環(huán)球晶圓份額17%,德國Siltronic份額15%,韓國LG 9%。這五家合計占了全球的94%的份額。

中國集成電路大基金曾經(jīng)在2016年試圖收購世界第四的德國Siltronic,我在之前的文章里面寫過,中國從德國收購了不少技術(shù)先進的企業(yè),然而在收購德國半導(dǎo)體企業(yè)的時候,卻受到了前所未有的阻力,因此大基金不得不在2016年底放棄收購。

目前8英寸和12英寸硅片是市場的主流,尤其是12寸硅片是絕對的主力硅片,在制作大硅片過程中,由于對倒角、精密磨削等加工工藝要求很高,因此對良率是非常大的挑戰(zhàn)。也因為此,我國在2017年之前,只能在4-6英寸的硅片產(chǎn)量上滿足國產(chǎn)需要,2016年國產(chǎn)8英寸(200mm)硅片只能滿足大約10%的需求量,而在主流的12英寸(300mm)大硅片領(lǐng)域還是空白。

大硅片方面我國的排頭兵是張汝京先生創(chuàng)辦的新昇半導(dǎo)體,張汝京先生同時也是中芯國際的創(chuàng)辦人。上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司成立于2014年6月,坐落于臨港重裝備區(qū)內(nèi),該公司承擔國家02專項300mm大硅片開發(fā),工廠總投資約68億元,一期總投資約23億元,計劃實現(xiàn)15萬片/月的產(chǎn)能,全部投資完成后實現(xiàn)60萬片/月的產(chǎn)能。

經(jīng)過兩年多研發(fā),新昇半導(dǎo)體在2016年10月31日生長出來首根300mm硅棒,總投料量300Kg,晶棒總長度1.9m。到2017年五月底,新昇已完成月產(chǎn)1萬片的工藝研發(fā)配置。

上海新昇半導(dǎo)體的兩大股東,上海新陽持有上海新昇27.56%股份,是上海新昇的第二大股東,第一大股東為上海硅產(chǎn)業(yè)投資有限公司,持股比例62.82%上海新陽在2017年5月的業(yè)績說明會披露,上海新昇2017年二季度開始小批量試生產(chǎn),實現(xiàn)了擋片、陪片、測試片等產(chǎn)品的銷售,硅片正片的認證工作一切順利,但是尚未通過認證。

擋片,陪片可以理解成質(zhì)量較差的硅片,價格要便宜點,用來調(diào)試機臺監(jiān)控良率,并不是直接用于晶圓制造。只有正片是實際用來制造晶圓。2017年底,上海新昇開始實現(xiàn)300mm大硅片量產(chǎn)發(fā)貨。

2018年4月,上海新陽在投資者互動平臺上透露,目前上海新昇300mm大硅片測試片每月銷售2萬片左右,產(chǎn)能為5-6萬片/每月,仍然在產(chǎn)能提升過程中,且主要生產(chǎn)的是擋片和陪片,正片還沒有接到客戶通過驗證的正式通知。

上海新陽同時預(yù)計新昇公司到2018年底產(chǎn)能可達到每月10萬片,沒能達到每月15萬片的預(yù)期。上海新陽董秘楊靖向媒體透露,上海新昇的實際達產(chǎn)情況不及預(yù)期主要受上海新昇管理層變動及拉晶爐設(shè)備訂購難等因素。

今年下半年上海新陽開始下一階段每月20萬硅片產(chǎn)能的建設(shè),預(yù)計將在2019年完成。2017年上海新陽實現(xiàn)營收4.72億元,同比增長14.11%;實現(xiàn)凈利潤7240.95萬元,同比增長33.11%。2018年1-6月,上海新陽預(yù)計營業(yè)收入增長10%左右,凈利潤-2000.00萬至-1600.00萬,同比變動-157.64%至-146.11%,主要原因為子公司考普樂經(jīng)營不佳,

而生產(chǎn)大硅片的子公司上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司2018年1-6月首次扭虧為盈,投資收益增加。

除了上海新陽旗下的新昇半導(dǎo)體以外,國內(nèi)的中環(huán)股份也在大舉進入半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,中環(huán)半導(dǎo)體其實主要是一家生產(chǎn)太陽能硅棒和硅片的企業(yè),由于太陽能組件和集成電路都是半導(dǎo)體,也都是硅基材料,所以中環(huán)股份進入半導(dǎo)體領(lǐng)域也是順理成章的事情,中環(huán)股份2017年實現(xiàn)半導(dǎo)體硅片銷售額5.836億元,但全部是8英寸及以下的硅片。

中環(huán)股份還在進一步擴產(chǎn),其于2017年10月13日和無錫市簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》,共同在宜興市建設(shè)集成電路用大硅片生產(chǎn)與制造項目。項目總投資約30億美元,其中一期投資約15億美元,預(yù)計2018年四季度設(shè)備進場調(diào)試并實現(xiàn)小規(guī)模試產(chǎn)。

全部項目投資完成后,預(yù)計2022 年將實現(xiàn)8英寸拋光片產(chǎn)能75萬片/月,12英寸拋光片產(chǎn)能60萬片/月的生產(chǎn)規(guī)模,將趕超世界級硅片生產(chǎn)商。

又有人問了,什么是拋光片?硅片有多種,包括拋光片,退火片,外延片等,拋光片是最通用的硅片,退火片和外延片都是在拋光片基礎(chǔ)上進一步加工而成的特色硅片。

根據(jù)中環(huán)于2018年3月發(fā)布的公告,該公司8英寸拋光片的產(chǎn)能已經(jīng)達到10萬片/月,預(yù)計到2018年10月實現(xiàn)30萬片/月的產(chǎn)能,成為8英寸硅片最大的國內(nèi)供應(yīng)商。目前中環(huán)股份的8英寸(200mm)硅片大規(guī)模上量,也在讓8英寸硅片國產(chǎn)化率迅速提高。

同時12英寸拋光片預(yù)計2018年底試驗線建成并實現(xiàn)2萬片/月的產(chǎn)能。另外中環(huán)還在研發(fā)半導(dǎo)體硅片的上游單晶硅棒,根據(jù)其2018年3月發(fā)布的公告,中環(huán)已經(jīng)實現(xiàn)8 英寸直拉單晶硅棒量產(chǎn),并在2018 年一季度,實現(xiàn) 12 英寸直拉單晶硅棒樣品試制。

中環(huán)股份2017年年報顯示,其營業(yè)收入96.4億元,同比增長42.17%;歸屬于上市公司股東的凈利潤5.85億元,同比增長45.41%。其來自太陽能業(yè)務(wù)的收入占到了89%。進入2018年,繼續(xù)保持快速增長,一季度營業(yè)收入增長68.91%,凈利潤增長19.44%。

另外還有一家也在緊鑼密鼓研發(fā)12英寸大硅片的是重慶超硅半導(dǎo)體,2016年10月28日,由重慶超硅半導(dǎo)體有限公司投資的“極大規(guī)模集成電路用300毫米(含200毫米)單晶硅晶體生長與拋光硅片及延伸產(chǎn)品(一期)”項目正式建成,并正式舉行產(chǎn)品下線儀式。當然這個只是產(chǎn)品下線試制還不是量產(chǎn),我們看到下圖當時的重慶市市長黃奇帆都到場。

2017年1月,該公司8英寸硅片開始出貨,同時12英寸到目前仍然在研發(fā)中。在制作半導(dǎo)體硅片的晶棒方面,重慶超硅已經(jīng)相繼研發(fā)出8英寸,12英寸,18英寸晶棒。

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加入大硅片研發(fā)生產(chǎn)的還有京東方,2017年12月9日,西安高新區(qū)與北京奕斯偉科技有限公司、北京芯動能投資管理有限公司簽署合作意向書,宣布總投資逾100億元的硅產(chǎn)業(yè)基地項目落戶西安高新區(qū)。該項目主攻“40至28納米集成電路制造用300毫米硅片”。

芯動能即為京東方的參股公司。由京東方科技集團股份有限公司、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司、北京亦莊國際產(chǎn)業(yè)投資管理有限公司和專業(yè)團隊共同于2015年發(fā)起成立。

除了上述企業(yè)以外,還有浙江的金瑞泓科技,該公司目前主要生產(chǎn)6英寸和8英寸硅片,12英寸大硅片還在研發(fā)之中,在2017年6月,寧波市副市長到該公司調(diào)研時,公司表示將投入3億多元,全面提升8英寸硅片規(guī)?;a(chǎn)能力,滿足國內(nèi)8英寸硅片的大規(guī)模市場需求,擴產(chǎn)后,現(xiàn)有產(chǎn)能將提升至年產(chǎn)240萬片。

同時在6英寸硅片領(lǐng)域,該公司也在大規(guī)模擴產(chǎn),在2017年12月環(huán)評公示里面,披露該公司投資1.2億元將6英寸硅片產(chǎn)能擴大到180萬片/年。

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我們從以上可以看出,雖然300mm(12英寸)大硅片目前只有上海新昇半導(dǎo)體實現(xiàn)了量產(chǎn),且正片仍然沒有通過認證,但是全國各個大公司都在競相投入,業(yè)界普遍預(yù)計,到2020年我國對12英寸大硅片的需求是100萬片/月,從目前新昇半導(dǎo)體+中環(huán)股份+重慶超硅+京東方+其他公司的產(chǎn)能都已經(jīng)超過100萬片/月。

同時國內(nèi)各大公司都已經(jīng)相繼掌握了半導(dǎo)體硅片制造技術(shù),正在不斷上量,因此合理的估計,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)使用的8英寸和12英寸大硅片在3-5年之內(nèi)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化是可以預(yù)期的,這意味著半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)價值最高的硅片,中國將會逐漸搶占全球份額。

我國在半導(dǎo)體材料最大市場硅片領(lǐng)域的快速國產(chǎn)化是讓人高興的,當然份額最大的日本公司可能會比較郁悶。更進一步,制造半導(dǎo)體硅片的原始材料,電子級硅料我國也已經(jīng)在2017年實現(xiàn)了量產(chǎn)突破,硅片這個東西,根據(jù)純度的不同,有不同的用途,我國之前已經(jīng)在光伏組件用的硅片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破,目前已經(jīng)占據(jù)了全球壟斷地位,全球70%的硅片是中國企業(yè)生產(chǎn)。

但是光伏用的硅片對純度的要求并不高,只有五到六個九,也就是99.999%左右,而集成電路適用的硅片,則要求純度達到99.9999999%,也就是九個九以上,而最先進的工藝制程更是需要99.999999999%,也就是11個9,這樣就需要高純度的電子級硅料。

2015年12月,一家叫做鑫華半導(dǎo)體的公司由國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金和保利協(xié)鑫公司共同投資成立,保利協(xié)鑫是全球最大的光伏多晶硅料生產(chǎn)企業(yè),沒有之一,如前面提到,光伏用的硅料純度只需要5個9,但是半導(dǎo)體硅料需要9-11個9的超高純度。

鑫華半導(dǎo)體承接了國家02專項“集成電路用高純硅料項目”,經(jīng)過兩年多研發(fā),歷經(jīng)300多次生產(chǎn)試驗,實現(xiàn)電子級高純硅料重大突破,值得一提的是,產(chǎn)線70%的生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)了國產(chǎn)化。鑫華半導(dǎo)體生產(chǎn)出的高純度硅料經(jīng)過在多個廠家處進行驗證,完全達到國際一流電子級多晶硅各項指標。鑫華半導(dǎo)體已經(jīng)在2017年11月實現(xiàn)了電子級多晶硅料出貨,徹底結(jié)束我國不能量產(chǎn)電子級多晶硅料的歷史。

目前鑫華半導(dǎo)體首條產(chǎn)能為5000噸的產(chǎn)線在不斷提升產(chǎn)量,該條線滿產(chǎn)后,按照國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展估算,可保證國內(nèi)企業(yè)3-5年內(nèi)電子級多晶硅不會缺貨,產(chǎn)品質(zhì)量滿足40nm及以下極大規(guī)模集成電路用12英寸單晶制造需求,未來兩三年內(nèi),還計劃再上一條5000噸生產(chǎn)線。

2018年6月,江蘇鑫華半導(dǎo)體一批集成電路用高純度硅料首次出口韓國,同時也向國內(nèi)部分晶圓加工廠批量供貨。這也是我國多晶硅制造企業(yè)首次向國際市場出口集成電路用高純度硅料。

然后講講CMP拋光材料,拋光材料的龍頭是鼎龍股份,該公司的官網(wǎng)自我宣傳是“全球著名的化學品新材料供應(yīng)商”,不過理論上說,他們確實也是。大家都知道我國國產(chǎn)電子品牌在筆記本電腦,家用電器,智能手機,平板電腦等領(lǐng)域都突飛猛進,但是在我們?nèi)粘?吹降拇蛴C領(lǐng)域卻是可以說一敗涂地,打印機基本上被日本和美國品牌占據(jù)。

但是在打印機的核心零部件和耗材領(lǐng)域,鼎龍股份卻成為了國內(nèi)的龍頭企業(yè)。鼎龍股份是中國唯一一家能夠生產(chǎn)彩色聚合碳粉的公司,這個彩粉用于打印機的復(fù)印和打印彩色圖片。這個東西是高科技產(chǎn)品。

打印機尤其是彩色打印機賺錢,更多是來自耗材,一臺打印機大約2000元就能買到,能用好幾年,但是打印機的彩色墨盒,一套就能夠賣2000元,和打印機本身的價格差不多,一般幾個月就要更換,這個價格可就遠遠的比打印機本身還要貴了。

鼎龍股份彩粉的研發(fā)者是武漢大學畢業(yè)的博士生肖桂林,肖博士2008年才畢業(yè),進入武漢鼎龍股份公司搞研發(fā),承擔的任務(wù)就是研制彩色聚合碳粉,當時全球打印機彩色碳粉基本由日本壟斷,每噸售價50萬元左右。

經(jīng)過三年的時間,2011年,肖桂林主持研制出彩色聚合碳粉,成功打破國外壟斷,價格被拉低成每噸20萬元,并且迅速成為公司的主要利潤來源之一。鼎龍股份研發(fā)的彩粉,新產(chǎn)品可用于惠普、佳能等全球近20家品牌打印機、500多個系列機型,填補了國內(nèi)打印耗材空白,還打入國際市場。

實際上,現(xiàn)在打印機里面的彩粉,是不是覺得仍然很昂貴?所以你的公司肯定是限制你使用彩色打印的,原因是有的打印機廠家,仍然堅持使用所謂的原裝彩粉,而不是采購鼎龍股份這樣的通用彩粉,以攫取利潤。2017年,鼎龍股份主要是彩粉為主的功能性新材料業(yè)務(wù),營收為4.7億元,比2016年的4.057億元增長了15.85%,占了巨龍股份營收的27.9%,也是鼎龍股份毛利率第二高的業(yè)務(wù)。

另外就是打印機里面的硒鼓和顯影輥,硒鼓也就是顯影材料用完了拿出來更換的那個東西,也是打印機的核心部件;以及打印機顯影輥(就是通過轉(zhuǎn)動打印和復(fù)印出圖片的那個棍子),這兩個都是鼎龍股份的主要業(yè)務(wù),2017年營收為10.55億元,占2017年公司營收的62.66%。

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另外就是硒鼓芯片為主的打印機芯片業(yè)務(wù),2017年營收1.58億元,這也是鼎龍股份毛利率最高的業(yè)務(wù),2017年毛利率高達67.7%。該業(yè)務(wù)主要是通過并購國內(nèi)旗捷科技芯片公司而來的,在并入鼎龍股份之前,旗捷科技的國內(nèi)市場占有率6%,而行業(yè)排名第一的納思達的市占率約為29%。

說到這里,好像鼎龍股份并不是半導(dǎo)體材料供應(yīng)商?

從毛利率我們可以看出來,搞芯片的利潤率遠比打印機高,盡管打印機耗材技術(shù)難度也很高,所以發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體賺錢才是王道的鼎龍公司,2013年開始投入研發(fā)拋光墊。

半導(dǎo)體使用的CMP拋光材料,在整個半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)中占比大約是7%左右,其中拋光墊又占到CMP材料價值的大約30%-60%(不同機構(gòu)的估計值偏差很大),但是總的來說,拋光墊是CMP拋光材料價值的核心,能夠占到半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)總價值的2%-4%。

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拋光墊這個市場,是美國人壟斷的,美國陶氏化學是這個領(lǐng)域的霸主,根據(jù)2016年的數(shù)據(jù),大約占據(jù)70%的全球份額,另外Cabot、Thomas West、富士紡、日本JSR等美國和日本公司占據(jù)了主要份額。

鼎龍公司2013年決定開始研發(fā)拋光墊,2014年建立專門的實驗室,并且招攬了海外專家背景團隊進行研發(fā),2015年3月,鼎龍股份斥資1億元建設(shè)CMP拋光墊產(chǎn)業(yè)化項目一期工程。

2016年5月,公司再度募集資金投入半導(dǎo)體拋光工藝材料的產(chǎn)業(yè)化二期,以上兩個項目達產(chǎn)后將形成產(chǎn)能50萬片。2016年8月,一期項目開始產(chǎn)品試生產(chǎn),同時開始送樣和驗證工作,當然鼎龍股份的拋光墊材料送樣驗證的是國內(nèi)客戶,這也再一次說明了國產(chǎn)先占據(jù)下游的重要性。

2017年12月20日,鼎龍股份公告稱,公司第一款拋光墊產(chǎn)品通過了客戶驗證,并進入該客戶供應(yīng)商體系。這意味著中國自主研發(fā)的半導(dǎo)體拋光墊材料首次進入商業(yè)市場。如果看2017年的財報,你會發(fā)現(xiàn)拋光墊的貢獻幾乎為零,但是從2018年開始,拋光墊就將開始逐步為鼎龍貢獻收入了,中國也成為美國,日本之后第三個拋光墊商業(yè)化生產(chǎn)的國家。

這個時間從2013-2017年底,用了四年多時間。當然了,進入這個市場,也只是剛剛上場比賽而已,我們還是那句話,在拋光墊這個占據(jù)了半導(dǎo)體材料價值大約占3%的領(lǐng)域,我國還要繼續(xù)擴大市場份額,和世界強權(quán)競爭。目前除了已經(jīng)通過認證的這款之外,鼎龍股份還在不同的半導(dǎo)體大廠進行驗證測試。

2018年1月17日,鼎龍股份以5632萬元現(xiàn)金獲得時代立夫69.28%股權(quán)。時代立夫是國內(nèi)02專項課題的承擔公司,該公司的拋光墊產(chǎn)品已拿到上海華力、中芯國際,武漢新芯等大型半導(dǎo)體企業(yè)訂單,通過收購時代立夫,鼎龍股份可建立起銷售渠道,大大縮短準入認證的時間。時代立夫是家小公司,2017年1-11月營業(yè)收入僅為383.36萬元,凈利潤-342.98萬元。

鼎龍股份收購時代立夫后,是國內(nèi)唯一一家完整掌握拋光墊生產(chǎn)工藝并且有能力實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的公司。拋光墊生產(chǎn)的前端化學聚合反應(yīng)和后端物理加工,前端部分就只有鼎龍股份和時代立夫有生產(chǎn)資質(zhì),合并后實現(xiàn)國內(nèi)壟斷。

除了拋光墊之外,2018年鼎龍股份還在投入柔性AMOLED顯示基板材料的產(chǎn)業(yè)化,主要是柔性O(shè)LED基板用聚酰亞胺(也就是PI膜,號稱是全世界性能最好的薄膜類絕緣材料),PI膜目前也被美國杜邦,日本宇部興產(chǎn),種淵化學等企業(yè)壟斷。柔性顯示基板材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目,以柔性顯示基板材料年產(chǎn)1000噸、項目總投資2億元,建設(shè)總工期30個月。

用公司老總朱雙全的話說,“在今年內(nèi),公司將重點推動拋光墊產(chǎn)品的市場份額提升,推進該產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代進程;同時,積極實施柔性顯示基板材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目和其他新材料產(chǎn)品的應(yīng)用研發(fā)項目?!笨梢姃伖鈮|和柔性O(shè)LED基板材料是公司發(fā)展的重點方向。

不過鼎龍股份作為技術(shù)型公司,在經(jīng)營水平上尚需改善,雖然從2013-2017年,鼎龍股份保持了連續(xù)的快速增長,但是2018年一季度,其營業(yè)收入3.16億元,同比下降19.08%;歸屬于上市公司股東的凈利潤4872萬元,同比下降33.85%,過去多年來的連續(xù)高增長反而突然結(jié)束。公司解釋是人民幣升值帶來硒鼓出口收入下降和外匯匯兌損失,作為一家成長性公司,還需要不斷完善經(jīng)營能力,對沖匯率變化。

除了核心的拋光墊之外,另外一個高價值的CMP拋光材料是拋光液,該領(lǐng)域中低端我國都可以生產(chǎn),而且規(guī)模還不小,但是主要是用于金屬的拋光,半導(dǎo)體用的拋光液方面,目前主要的供應(yīng)商包括日本Fujimi、日本Hinomoto Kenmazai,美國卡博特、杜邦、Rodel、Eka,韓國ACE等公司,占據(jù)全球90%以上的市場份額。

目前鼎龍股份也在做拋光液前期研發(fā),但是產(chǎn)業(yè)化尚需時日。拋光液的龍頭是上海安集微電子公司,該公司成立于2004年,是國內(nèi)主要的拋光液的生產(chǎn)廠家,在中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的排名中,該公司名列2017年中國十大半導(dǎo)體材料廠家第五位。2017年《中國財經(jīng)報道》曾經(jīng)對安集微電子以董事長王淑敏博士為首的團隊進行了報道。

拋光液又叫研磨液,英文名CMP slurry,2007年以前,研磨液全部依靠進口,價格最高的研磨液,一桶200L就需要7000美元,遠遠的超過石油的價格。

安集微電子的研磨液2007年上線之后,市場價格出現(xiàn)大幅下降,至少下降百分之十幾,有的客戶甚至成本下降百分之五六十。

下圖中王淑敏手里拿的桶裝的就是研磨液。

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國內(nèi)還有其他公司在推進拋光液研發(fā),比如這個某招聘網(wǎng)站上的信息,深圳首騁新材料公司于2018年7月16日發(fā)布招聘芯片生產(chǎn)CMP拋光液研發(fā)技術(shù)總監(jiān),月薪2-3萬元。該公司的核心團隊成員來自美國硅谷。公司創(chuàng)始人李德林博士入選國家“千人計劃”。公司從事太陽能電池導(dǎo)電銀漿和電子導(dǎo)電銀漿的研發(fā)生產(chǎn)和銷售。

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第三個材料我們來講講光刻膠,光刻膠的應(yīng)用范圍主要有四個:PCB板,LCD,LED和半導(dǎo)體,前面三種技術(shù)要求相對較低,當然即使要求相對較低,我國企業(yè)也只是能生產(chǎn),也沒有實現(xiàn)完全自給。

就半導(dǎo)體用的光刻膠而言,隨著集成電路工藝的不斷進步,光刻膠的曝光波長由紫外寬譜向g線(436nm)→i(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2(157nm)的方向轉(zhuǎn)移,并通過分辨率增強技術(shù)不斷提升光刻膠的分辨率水平。

你問我什么是曝光波長?曝光的官方意思是光線使感光層面(涂了感光化學物)產(chǎn)生潛影,波長就是光線的波長。

目前半導(dǎo)體市場上主要使用的光刻膠包括g線、i線、KrF、ArF四類光刻膠,當然我們也明顯看出來了,ArF和KrF光刻膠更加高端,更加適用于高端的制程,尤其是現(xiàn)在的主流高端制程都是用ArF光刻膠。注意,光刻膠的曝光波長436mm,365mm,248mm和193mm跟集成電路制造工藝的40nm,28nm,22nm,16nm之類不是一回事。

半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)壁壘較高、市場高度集中,日美企業(yè)基本壟斷了半導(dǎo)體光刻膠市場,生產(chǎn)商主要有日本JSR、信越化學工業(yè)、日本TOK、陶氏化學等。我國光刻膠的主要生產(chǎn)企業(yè)就是兩家:蘇州瑞紅和北京科華,其中蘇州瑞紅是在晶瑞股份旗下,蘇州瑞紅2017年度營業(yè)收入3億元左右,凈利潤近3850萬。

兩家的技術(shù)現(xiàn)在是處于什么水平呢?

2018年6月16日,晶瑞股份公司發(fā)布公告,該公司旗下全資子公司蘇州瑞紅承擔的國家科技重大專項(02 專項) “極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”之《i 線光刻膠產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化》,近日順利通過了專家組驗收。

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1:研發(fā)的i線正膠完成了產(chǎn)品定型,各項技術(shù)指標和工藝性能滿足 0.35~0.25μm 集成電路技術(shù)和生產(chǎn)工藝要求,建成了 100 噸/年規(guī)模的 i 線正膠產(chǎn)品生產(chǎn)線,并已向客戶供貨。可以看出,較為低端的i線光刻膠已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)出貨了。

2017年11月初,晶瑞股份曾在互動平臺上表示,公司i線光刻膠產(chǎn)品正在與華虹宏力、武漢新芯、中芯國際等晶圓廠接洽、測試、送樣過程中,尚未形成批量銷售。到了2018年3月,晶瑞股份表示其i線光刻膠已通過中芯國際上線測試,業(yè)界認為下半年開始有望陸續(xù)接獲相關(guān)產(chǎn)品訂單。

而到2018年6月的這個公告,就已經(jīng)開始供貨了,但是我們也知道,這個i線光刻膠,只能滿足最高250nm的集成電路生產(chǎn),離主流還差得遠。

2:研發(fā)的厚膜膠完成了產(chǎn)品定型,一次性涂膜厚度達到 2~20μm,技術(shù)指標符合硅片級封裝及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的工藝要求,建成了 20 噸/年規(guī)模的厚膜膠生產(chǎn)線,并已向客戶供貨。、

3:完成了 248nm 深紫外光刻膠成膜樹脂和配膠的中試技術(shù)研究,研發(fā)的 248nm 深紫外光刻膠分辨率達到了 0.25~0.13μm 的技術(shù)要求,建成了中試示范線。

到2018年6月,相對比較高端的KrF膠在蘇州瑞紅還只是中試生產(chǎn)線,還沒有正式開始供貨,而且這個KrF光刻膠,能夠滿足的也只是130nm的集成電路工藝生產(chǎn),不過好歹終于開始不斷接近主流工藝水平了。

蘇州瑞紅的母公司晶瑞股份,2018年1-3月實現(xiàn)營業(yè)收入1.62億元,同比增長45.87%;歸屬于上市公司股東的凈利潤928.51萬元,同比增長43.21%,保持快速增長。

北京科華成立于2004年8月,是中國第一家生產(chǎn)光刻膠的公司,創(chuàng)始人陳昕是一個典型的工科女生,1990年美國馬薩諸賽州立大學高分子專業(yè)研究生畢業(yè),畢業(yè)后先在一家美國光刻膠公司工作,后作為創(chuàng)始人之一在美國創(chuàng)建了MCC光刻膠公司,2004年回國創(chuàng)業(yè)。

回國創(chuàng)業(yè)初期,陳昕計劃在北京通州購買的土地上建設(shè)廠房,但在初步設(shè)計幾乎完成的時候,卻被告知土地不能使用。這給本來創(chuàng)業(yè)資金就緊張的公司帶來了重大損失,為了籌措資金,陳昕把自己在美國積累的全部100多萬美金的積蓄和丈夫的退休金拿了出來,又用美國的房子做了抵押貸款,彌補了公司的前期損失,甚至她剛參加工作的孩子也拿出了5萬美金支持。然而,這些資金對于重新尋找土地、建造廠房來說仍然不夠。為了支持公司籌集資金,公司團隊里甚至有年輕人抵押了自己的住房。

最后在國家和北京市兩個科技主管領(lǐng)導(dǎo)的幫助下,以北京工業(yè)發(fā)展投資管理有限公司投資入股的方式幫助解決科華的建設(shè)資金問題。

2006年9月18日,投資8000余萬的天竺空港生產(chǎn)基地建設(shè)工程奠基。北京科華公司建立了中國第一條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化的高檔光刻膠生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線主要以g線和i線正膠為主,分辨率最高能夠達到0.35μm(350nm)的水平。到2009年5月,建成G/I線正膠生產(chǎn)線(500 噸/年)和正膠配套試劑生產(chǎn)線(1000 噸/年);

到2018年,北京科華目前已經(jīng)完成了248nm KrF光刻膠生產(chǎn)線的建設(shè),且其KrF光刻膠是國內(nèi)唯一一家通過中芯國際認證的國內(nèi)產(chǎn)品,實現(xiàn)了量產(chǎn)出貨,這個進度比KrF光刻膠還只是中試生產(chǎn)的蘇州瑞紅要快。2015年12月,江蘇南大光電材料有限公司與北京科華微電子材料有限公司正式簽約,南大光電投資北京科華1.23億元,占科華股份31.39%

南大光電入股后,組建了十多人的專職研發(fā)團隊和北京科華一起在推進目前最為主流的ArF 193nm光刻膠的研發(fā),目前該項目已經(jīng)得到02專項的資助,得到中央財政補貼1816.65萬元。項目周期從2017年1月到2020年12月。

193nm光刻膠分為兩種,干式和浸沒式,2017年已經(jīng)完成193nm干式光刻膠的研發(fā)工作,預(yù)計今年完成客戶認證。在193nm浸沒式光刻膠方面, 2018年將完成研發(fā)工作,達到客戶送樣驗證要求,2019年~2020年產(chǎn)品通過客戶使用驗證,而后逐漸形成批量銷售。

配合研發(fā)進程的工廠也開始建設(shè),南大光電2018年1月12日晚公告,公司公司擬在寧波開發(fā)區(qū)投資建設(shè)高端集成電路制造用193nm光刻膠材料以及配套關(guān)鍵材料研發(fā)及生產(chǎn)項目,一期總投資預(yù)計約9.6億元。

除了蘇州瑞紅和北京科華之外,國內(nèi)的上海新陽也在進入光刻膠領(lǐng)域,沒錯,就是本文前面提到的旗下新昇半導(dǎo)體量產(chǎn)12英寸大硅片的上海新陽,該公司和鄧海博士合資籌建一家新公司,新陽占股80%,鄧海博士占股20%,該新公司將投資2億元人民幣用于193nm ArF干法光刻膠研發(fā)和生產(chǎn),鄧海博士之前在英特爾就職,是全球最早涉及193nm光刻膠研發(fā)的技術(shù)人員之一。

上海新陽的進入,表明國內(nèi)對光刻膠的研發(fā)投入呈現(xiàn)上升的勢頭。

在光刻膠領(lǐng)域,2020年我國將會實現(xiàn)主流的193nm ArF光刻膠的全面突破量產(chǎn),但是這個市場真的不大,根據(jù)北京科華董事長陳昕的估計,2015年全球半導(dǎo)體光刻膠的市場也就是差不多14億美元,即使目前有所增長,也差不多就是十五六億美元的水平,應(yīng)該沒到20億美元。

中國目前還不是全球集成電路制造中心,我國本土光刻膠企業(yè)的發(fā)展,目前還有賴于本土集成電路制造企業(yè)的壯大,否則是很難做大的。好我們再重復(fù)下:g線,i線,KrF,ArF四種主要的光刻膠,前面兩種我國已經(jīng)能量產(chǎn),KrF已經(jīng)通過認證在產(chǎn)能爬坡,ArF光刻膠在2020年研發(fā)完成并完成認證。

電子特種氣體

全球市場主要被幾家跨國巨頭壟斷。包括美國空氣化工、普萊克斯、德國林德集團、法國液化空氣、日本大陽日酸株式會社等公司占據(jù)了全球電子特氣 90%以上的市場份額。

但是萬萬沒想到的是,我國半導(dǎo)體特種氣體的研發(fā),居然是一家造船企業(yè)擔任了主要任務(wù)。中船重工,也就是建造了遼寧艦和首艘國產(chǎn)航母002號的軍工集團,在2018年2月發(fā)布的集團高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略綱要里面這樣寫道:

“加快實現(xiàn)核動力航母、新型核潛艇、安靜型潛艇、水下無人智能對抗體系、水下立體攻防體系和海戰(zhàn)場綜合電子信息系統(tǒng)等攻關(guān)突破,為海軍2025年實現(xiàn)走向深藍遠海的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供高質(zhì)量武器裝備。”

電子特種氣體是三氟化氮、六氟化鎢等一系列特種氣體材料的總稱,是大規(guī)模集成電路、液晶面板行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵材料。然而,電子特種氣體過去長期被國外企業(yè)壟斷,中船重工旗下的718所是國家“02專項”半導(dǎo)體用氣體項目的牽頭單位,已經(jīng)成功研制出四氟化硅、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟環(huán)丁烷、氯化氫、氟化氫,三氟化氮、六氟化鎢等9種高純氣體及10種混合氣體,并成功進行了產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)新華社2018年3月的報道, 9種高純氣體中的三氟化氮量產(chǎn)之后,市場價格大幅下降,改變了我國高純特種氣體長期依賴進口的不利局面。

目前,9種高純氣體中的三氟化氮和六氟化鎢兩種主力產(chǎn)品,生產(chǎn)規(guī)模均位居國內(nèi)第一,在國內(nèi)市場覆蓋了了幾乎所有客戶,國際市場覆蓋了一半主要客戶,其他7種氣體及10種混合氣體已研制成功并具備批產(chǎn)條件,得到了以中芯國際為首的國內(nèi)半導(dǎo)體龍頭企業(yè)的測試認證。

中船重工718所目前在加快三氟化氮、六氟化鎢等主要氣體產(chǎn)能建設(shè),加大國際國內(nèi)兩個市場開拓力度,加快拓展半導(dǎo)體行業(yè)大宗氣體現(xiàn)場制氣業(yè)務(wù),力爭在“2020年前將三氟化氮、六氟化鎢等4種氣體產(chǎn)能及市場占有率實現(xiàn)世界第一

除了中船重工國家隊,國內(nèi)電子特種氣體供應(yīng)商龍頭還有南大光電,就是前面入股了北京科華光刻膠公司的南大光電,該公司承擔了02專項的“高純砷烷、磷烷等特種氣體的研發(fā)和中試”項目,2013年度項目立項審批。

2016年建成生產(chǎn)35 噸高純磷烷、15 噸高純砷烷等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,并且開始放量生產(chǎn)。根據(jù)2017年3月該公司的投資者回復(fù),南大光電是高純磷烷、砷烷目前國內(nèi)唯一大規(guī)模生產(chǎn)的廠家。2017年,南大光電公司實現(xiàn)營業(yè)收入 1.77億元,同比上升 74.90%;實現(xiàn)歸屬于上市公司普通股股東的凈利潤為 3,383.91 萬元,同比上升 348.28%,其中電子特氣業(yè)務(wù)開始發(fā)力。高純砷烷/磷烷產(chǎn)品成功進入了國內(nèi)主要LED客戶的大規(guī)模生產(chǎn)中;安全源產(chǎn)品進入了中芯國際、華潤等IC客戶,在其他國內(nèi)客戶處的認證也進展順利。

2017年南大光電電子特種氣體業(yè)務(wù)扭虧為盈,實現(xiàn)了3246.70萬元銷售收入、862.90萬凈利潤。

南大光電今年繼續(xù)保持瘋狂的增長態(tài)勢,2018年一季報顯示,其營業(yè)收入5750萬元,同比增長139.38%;歸屬于上市公司股東的凈利潤1055萬元,同比增長321.19%。

多講一句,提到高純氣體,就必須提下為半導(dǎo)體制造商提供產(chǎn)線高純工藝系統(tǒng)的至純科技,臺積電,中芯國際這樣的集成電路制造商,從供應(yīng)商購買了高純氣體和混合氣體后,還得在產(chǎn)線使用這些氣體,所以必須要用到高純工藝系統(tǒng)。

上海至純科技,成立于2000年,是高端先進制造業(yè)企業(yè)提供高純工藝系統(tǒng)的解決方案。為廠家提供高純氣體供應(yīng)設(shè)備,高純化學品輸送和調(diào)配設(shè)備,工藝介質(zhì)回收和處理設(shè)備等。

該公司三年多來半導(dǎo)體業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛,2017年公司實現(xiàn)銷售收入3.69億元,增長40.18%,實現(xiàn)凈利潤4900萬元,增長8.79%,其中半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入占比為56.92%。主要客戶為華力、華潤上華、士蘭微等華東區(qū)域的公司。2018年一季度,至純科技收入7353萬元,增長49.58%,凈利潤僅為224萬元,大幅下降71.36%。

濕電子化學品

主要是高純試劑和光刻膠配套試劑,這個市場并不大,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)顯示, 2016 年全球濕電子化學品市場規(guī)模約為 11.1 億美元。

市場雖然小,但是顯然我國并不會放過。

根據(jù)國內(nèi)龍頭企業(yè)江蘇江陰江化微電子2017年3月發(fā)布的招股書,該領(lǐng)域格局如下;歐美傳統(tǒng)化工企業(yè)的濕電子化學品部門市場份額約為 35%;日本約十家濕電子化學品生產(chǎn)企業(yè)占據(jù)全球 28%的市場份額;中國臺灣+韓國全球市場份額的 32%。

其他約 2%的份額來自其它國家和地區(qū)。顯然這又是一個美國日本企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢的企業(yè)。國內(nèi)龍頭濕電子化學品公司,江化微電子主要生產(chǎn)半導(dǎo)體高純試劑和光刻膠配套試劑,可適用于平板顯示、半導(dǎo)體及LED、光伏,太陽能以及鋰電池、光磁等電子元器件微細加工的清洗、光刻、顯影、蝕刻、去膜、摻雜等制造工藝過程。

嗯,江化微電子,這個名字有點意思。該公司2017年該公司實現(xiàn)銷售收入3.54億元,增長6.37%,凈利潤5400萬元,下降22.14%。

其中來自半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的收入為1.26億元,國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)界客戶有中芯國際、華潤微電子、長電科技、上海旭福電子、無錫力特半導(dǎo)體、方正微電子、士蘭微、德豪潤達、華燦光電等等。

按產(chǎn)品分類,2017年來自超凈高純試劑的收入占公司收入的68.42%,光刻膠配套試劑占公司收入的31.58%。我們要注意到,和全球一年大約11億美元以上的市場空間比較,江化微1.26億元人民幣的銷售額,只能占到全球份額的1%多一點,還需要努力。

2018年一季度,該公司硝酸,正膠剝離液,氫氟酸,過氧化氫,硫酸五種產(chǎn)品的銷售額達到3651萬元,處于快速增長的態(tài)勢。

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高純試劑國內(nèi)還有另外一家龍頭,就是蘇州晶瑞股份,有沒有覺得這家企業(yè)很熟悉?沒錯,就是前面提到的光刻膠生產(chǎn)企業(yè)蘇州瑞紅的母公司晶瑞股份。

目前晶瑞股份在高純試劑方面主要是高純雙氧水和電子級硫酸,晶瑞股份的雙氧水多款G4產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)貨,其雙氧水在技術(shù)上已達到國際最高純度G5水平,打破了國際壟斷,目前在國內(nèi)龍頭企業(yè)華虹、長江存儲、中芯國際還在上線評估、驗廠審核,技術(shù)確認等。

在電子級硫酸方面,晶瑞化學依托下屬子公司年產(chǎn)30萬噸的優(yōu)質(zhì)工業(yè)硫酸原材料優(yōu)勢,從日本三菱化學株式會社引進的電子級硫酸先進制造技術(shù),2018年3月決定投資建設(shè)年產(chǎn)9萬噸/年的電子級硫酸項目。該項目建設(shè)地址位于江蘇省南通市,預(yù)計2019年7月正式投產(chǎn),產(chǎn)品技術(shù)將覆蓋集成電路制造10納米等制程技術(shù)工藝節(jié)點。日本三菱化學的高純硫酸技術(shù)是世界領(lǐng)先企業(yè)。

目前國內(nèi)高端半導(dǎo)體用硫酸主要依賴進口,隨著我國8-12寸晶圓廠的的快速建設(shè),未來市場需求20-30萬噸,高等級硫酸預(yù)計數(shù)年內(nèi)會首現(xiàn)緊缺。通過該項目建設(shè),高純硫酸產(chǎn)品將成為繼晶瑞股份高純雙氧水之后又一個達到世界先進水平的產(chǎn)品,9萬噸高等級硫酸產(chǎn)線明年投產(chǎn),預(yù)計能滿足國內(nèi)至少30%的需求。

晶瑞股份2017年實現(xiàn)銷售收入5.35億元,增長21.52%,凈利潤3600萬元,增長6.72%,其中超凈高純試劑實現(xiàn)收入1.978億元,占比為37.47%。2018年1-3月實現(xiàn)營業(yè)收入1.62億元,同比增長45.87%;歸屬于上市公司股東的凈利潤928.51萬元,同比增長43.21%,保持快速增長。

光罩

又叫光掩膜版,是半導(dǎo)體核心供應(yīng)光刻的關(guān)鍵器件,也是限制工藝最小線寬的瓶頸器件。晶圓制造中,要利用光刻機把圖形復(fù)制在晶圓上,就是光源透過光罩產(chǎn)生作用。

光罩的實物是布滿IC 電路圖像的鉻金屬薄膜石英玻璃片,表面鍍有金屬鉻金屬和感光膠,上面有設(shè)計好的電路圖形,光刻機透過光罩對晶圓投影進行光刻。由于光罩和光刻機共同決定了工藝的先進程度,因此在業(yè)界,光罩一般都是由集成電路制造廠家設(shè)計制造,用來和購買的光刻機配合。

英特爾、三星、臺積電三家全球頂尖晶圓制造廠,其所用的光罩大部分由自己的專業(yè)工廠生產(chǎn),外購較少。除此之外,公開市場的光罩主要被三家公司所壟斷:美國Photronics、日本DNP 和日本凸版印刷Toppan,合計份額超過80%。

目前我國中芯國際是自己設(shè)計開發(fā)光罩,并且具備制造28nm能力,但是顯然和先進制程廠家沒法比,國內(nèi)公開市場有路維光電,不過該公司的光罩主要是用于顯示面板的。

2018年1月,路維光電國內(nèi)首條G11光掩膜版項目維光電高世代光掩膜生產(chǎn)基地項目在成都高新區(qū)啟動。該項目總投資10億元,建成后將成為我國最大的掩膜版制造基地。該項目預(yù)計2018年四季度投產(chǎn)。

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路維光電公司2017年營業(yè)總收入1.068億元,比去年同期增長1.55%,歸屬于公司股東的凈利潤1178.76萬元,比去年同期下降-35.24%,路維光電同時也在研發(fā)半導(dǎo)體光罩。

光罩的上游材料主要為特種石英基材(占成本的90%以上),可以說,石英光罩基板是制造光罩的核心材料。

在該領(lǐng)域,我國菲利華公司可謂野心勃勃。在顯示面板領(lǐng)域使用的光罩基板,菲利華已經(jīng)在為為日本行業(yè)主流光掩膜供應(yīng)商供貨。該產(chǎn)品壁壘很高,全球競爭對手僅有日本TOSOH,日本HOYA和美國CORNING等國際廠商。

同時在半導(dǎo)體領(lǐng)域,公司是國內(nèi)唯一一家通過國際三大半導(dǎo)體設(shè)備商(應(yīng)用材料,lamresearch,東京電子)認證的石英材料企業(yè)。

該公司同時也是國內(nèi)唯一一家可以生產(chǎn)大規(guī)格光掩膜基板、高精密光學石英材料的廠商。

該公司目標為:大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)用石英材料及制品。立足大陸、日本、韓國、美國、臺灣五大核心市場,在2020年,國際市場占有率達到25%,進入全球前三強。2017年,菲利華實現(xiàn)銷售收入5.45億元,增長23.71%,凈利潤1.22億元,增長12.72%。近年來由于全球晶圓制造產(chǎn)量不斷上升,各大集成電路制造廠自身產(chǎn)能不足,紛紛外購光罩,導(dǎo)致菲利華這樣的上游材料廠家也受益。

靶材

濺射靶材是制造半導(dǎo)體芯片必需關(guān)鍵材料,其原理是采用物理氣相沉積技術(shù)(PVD),用高壓加速氣態(tài)離子轟擊靶材,使靶材的原子被濺射出,以薄膜的形式沉積到硅片上,最終形成半導(dǎo)體芯片中復(fù)雜的金屬線結(jié)構(gòu)。為什么要這么做,因為芯片上的金屬導(dǎo)線實在太細,沒辦法用拉絲的辦法鋪設(shè)。濺射靶材以超高純金屬(鋁、鈦、銅、鉭等)為原料,下圖中的金屬圓餅就是靶材。

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該市場也是日本美國企業(yè)占據(jù)主流,JX 日礦金屬,霍尼韋爾,東曹,普萊克斯占據(jù)了 80%以上的市場份額。我國哈工大博士姚力軍,赴日本留學,畢業(yè)后進入美國霍尼韋爾公司工作,做到了霍尼韋爾電子材料部門日本生產(chǎn)基地總執(zhí)行官,2004年出任霍尼韋爾公司電子材料事業(yè)部大中華區(qū)總裁。

2005年,姚力軍辭職并且?guī)Ф嗝夹g(shù)人員回國創(chuàng)業(yè),創(chuàng)立寧波江豐電子公司,研發(fā)和生產(chǎn)金屬靶材。

在建廠過程中,“從工藝制造到關(guān)鍵的大設(shè)備都是我們自行設(shè)計的,在中國找不到第二家能夠做這樣的產(chǎn)品?!币α娊榻B道,從設(shè)計到制造,江豐電子擁有自己知識產(chǎn)權(quán)的,這家工廠整個投資6億元,如果采用全進口,不用說人家賣不賣,即使能買來全部造價也要高達20億元,核心裝備受制于人,產(chǎn)品競爭力無從談起。

2017年,江豐電子實現(xiàn)營業(yè)收入5.5億元,增長24.21%,凈利潤6400萬元,增長16.55%。其中來自鉭靶的收入為1.455億元,占比為26.45%。來自鋁靶的收入為1.42億元,占比為25.81%,來自鈦靶的收入為9678.54萬元,占比為17.6%。

2017年6月,江豐電子上市,募集6686.78萬資金用于年產(chǎn) 400 噸平板顯示器用鉬濺射靶材坯料,建設(shè)周期兩年,總投資1.09億,預(yù)計達產(chǎn)后將增加年營收2.36億。目前鉬濺射靶材主要應(yīng)用于平板顯示器、薄膜太陽能光伏電池行業(yè)。

同時募集4000萬資金用于年產(chǎn) 300 噸電子級超高純鋁生產(chǎn)項目,建設(shè)周期兩年,2016年江豐電子購買高純鋁219噸。該項目達產(chǎn)后可以實現(xiàn)自給。到2018年一季度,高純鋁生產(chǎn)項目已具備一定的生產(chǎn)能力,所生產(chǎn)的超高純鋁材料已可應(yīng)用于公司的部分產(chǎn)品,并已通過客戶的認證,在2018年4月發(fā)布的財報里面,江豐電子明確:

“其中鋁靶、鈦靶、鉭靶及環(huán)件等產(chǎn)品已經(jīng)成為臺積電主要供應(yīng)商,和去年同期相比增長明顯;鋁靶、鈦靶及鉭環(huán)件、銅陽極材料等產(chǎn)品已經(jīng)成為中芯國際主要供應(yīng)商。公司已經(jīng)被格羅方德列入主要供應(yīng)商名錄,并開始大量采購靶材產(chǎn)品。”

2018年6月11日,江豐電子在互動平臺上介紹,公司的原材料主要為高純度的鋁、鈦、鉭、銅、鎢等,其中鋁、鈦、銅主要從日本進口。公司從日本進口的原材料占采購總額的比例較高,其余原材料一般為國內(nèi)采購。

預(yù)計2017年高純鋁產(chǎn)線建成,可以逐步實現(xiàn)高純鋁的自給。在江豐電子的三個主要靶材,鉭靶,鋁靶,鈦靶中,鉭靶及其環(huán)件是制造技術(shù)難度最高、品質(zhì)保證要求最嚴的靶材產(chǎn)品,但是為何江豐電子在2018年6月的投資者回復(fù)中,關(guān)于主要從日本進口的高純金屬材料中卻沒有提到鉭?

因為國內(nèi)是可以生產(chǎn)的,例如我們可以從國內(nèi)的東方鉭業(yè)公司2017年9月回復(fù)投資者提問:明確回復(fù)該公司為江豐電子提供高純鉭靶坯。不過東方鉭業(yè)經(jīng)營非常糟糕,處于虧損狀態(tài)。

除了半導(dǎo)體用的靶材,江豐電子也在進軍顯示面板用的靶材領(lǐng)域,2017年,江豐的鋁靶產(chǎn)品已經(jīng)在平板顯示領(lǐng)域的主要生產(chǎn)商合肥京東方、深圳華星光電實現(xiàn)了批量銷售。

同時江豐電子也在進軍CMP拋光材料領(lǐng)域, CMP工藝中會用到大量消耗性材料如保持環(huán)(Retainer Ring)、活化盤(Disc)、拋光墊(Pad)等,世界上能夠掌握以上材料核心技術(shù)的公司為數(shù)不多,由于其客戶與集成電路用靶材產(chǎn)品的客戶基本相同,江豐引進了掌握以上技術(shù)及市場的核心人才全面開發(fā)此類產(chǎn)品,其中保持環(huán)(Retainer Ring)、拋光墊(Pad)已經(jīng)在客戶端取得了量產(chǎn)訂單。

拋光墊大家應(yīng)該還記得本文前面的鼎龍股份公司也在研發(fā)生產(chǎn)拋光墊,因此鼎龍股份和江豐電子成為了競爭對手。

江豐電子同時具備強大的設(shè)備制造能力,2018年1月,江豐與四川航空工業(yè)川西機器有限責任公司合作,聯(lián)手打造國內(nèi)首創(chuàng)的超大規(guī)格熱等靜壓設(shè)備。

該設(shè)備是超高純金屬鎢鉬靶材制備的關(guān)鍵設(shè)備,其中超高純金屬鎢靶材是存儲芯片的核心關(guān)鍵材料,長期以來始終被韓國、美國等跨國公司所壟斷。

江豐掌握了該關(guān)鍵材料的關(guān)鍵制備設(shè)備制造技術(shù)。除了江豐電子外,國內(nèi)做高純金屬靶材的還有有研億金公司,該公司隸屬于有研新材,有研新材2017年來自高純/超高純金屬材料的收入為12.75億元,增長44.73%,不過高純金屬材料并不都是靶材,而是還有用于其他用途的。

其靶材也并不都是用于半導(dǎo)體行業(yè)。類似的還有隆化節(jié)能,該公司2015年初全資收購洛陽高新四豐電子材料有限公司,開始涉足靶材行業(yè)。四豐電子已成為專精高純鉬靶材領(lǐng)域的行業(yè)龍頭企業(yè),但是鉬靶材主要用于顯示面板而非半導(dǎo)體,四豐主要是給三星、LG、京東方等公司供貨。

現(xiàn)在我們來做個總結(jié):

1:這篇文章是講半導(dǎo)體材料的,但是“中芯國際”這家公司的名字,我寫完文章之后搜索了以下,竟然出現(xiàn)了12次,這是為什么呢,因為中芯國際是國內(nèi)半導(dǎo)體材料公司的大客戶,國產(chǎn)下游拉動上游發(fā)展,是我國產(chǎn)業(yè)升級的普遍規(guī)律。

所以中芯國際這樣的標桿企業(yè)的發(fā)展,可以說直接關(guān)系著中國半導(dǎo)體制造上游的發(fā)展,這也是“帶頭大哥”企業(yè)發(fā)展帶來的群體效應(yīng)。

其實不只是產(chǎn)業(yè)升級,幾乎所有的領(lǐng)域都有這樣的“帶頭大哥”效應(yīng),或者說是“標桿效應(yīng)”。一家公司表彰和獎勵優(yōu)秀員工,能夠大大激發(fā)其他員工的工作主動性。部隊里面軍官身先士卒沖鋒,能夠大大的鼓舞士兵的士氣;

2:半導(dǎo)體材料企業(yè)布局的全面與弱小

我國全產(chǎn)業(yè)鏈國家的稱號,不是吹出來的,而是實實在在的。在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域就可以看出來,即使是市場空間很小的領(lǐng)域,我國02專項也有相應(yīng)布局。

但是從規(guī)模上來看,2017年的銷售額:上海新陽4.72億元,寧波江豐電子5.5億元,晶瑞股份5.35億元,鼎龍股份2017年拋光墊還沒有貢獻銷售額,南大光電1.77億元,設(shè)備商至純科技3.69億元…菲利華5.45億元(相當一部分來自于顯示面板產(chǎn)業(yè))。

也就是銷售額能夠過5億元的就算是“大公司”了,像江豐電子,2017年5.5億元人民幣的營收,已經(jīng)可以在2017年中國半導(dǎo)體材料十強中排第二了(第一是浙江金瑞泓,生產(chǎn)6英寸和8英寸硅片)這也說明我國半導(dǎo)體材料公司還處于初始階段,不過由于各種材料相繼在國產(chǎn)大廠通過認證,因此快速發(fā)展進行國產(chǎn)化替代是可以預(yù)期的

3:是什么阻礙了我們攻克核心技術(shù)?

在市場細分后偏小,技術(shù)研發(fā)難度大,企業(yè)研發(fā)投入動力不足的情況下,我國的02專項的布局起到了重大作用,在本文“02專項”一詞出現(xiàn)了7次,充分說明了在不同領(lǐng)域該專項對我國核心技術(shù)發(fā)展的拉動作用。

實際上如果沒有02專項的提前布局,只靠市場資本和技術(shù)專家愛國熱情自發(fā)投入,今天我國不少半導(dǎo)體材料肯定仍然是空白。

本文中出現(xiàn)的半導(dǎo)體材料,從立項,研發(fā)到最后通過認證,一般也就是兩三年的時間,這說明技術(shù)突破對中國人來說沒有那么高不可攀,也充分說明了中國目前的基礎(chǔ)科技水平實力,我們攻克核心技術(shù),一個需要的是足夠的資源(資本和人才)投入到研發(fā)和生產(chǎn),另外一個需要的是市場的回報,投入要有回報才能持續(xù),目前來看市場的回報,更多的是下游本土公司的發(fā)展帶來的上游國產(chǎn)化需求。

一個投入端,一個輸出端,從投入到輸出的道路打通了,投入能夠有高額回報了,這個產(chǎn)業(yè)才能順暢的自我循環(huán)發(fā)展起來,你投入1億元,能夠賺到2億元,3億元,攻克核心技術(shù)的動力才能永不枯竭。

所以我看到前段時間的所謂“是什么阻礙了我們攻克核心技術(shù)”的講話,說原因是中國人沒有科學精神,不講工匠精神,沒有持之以恒的情懷,我為什么要寫文章批判一下,因為攻克核心技術(shù),這些精神,情懷什么的都是次要問題。

中國作為世界優(yōu)秀民族一員,根本不缺乏有技術(shù),有情懷,不浮躁的人。就本文提到的攻克核心技術(shù)打破少數(shù)國家壟斷的技術(shù)專家,鼎龍股份的肖桂林博士,北京科華的創(chuàng)始人攻克光刻膠技術(shù)的陳昕女士,安集微電子的董事長王淑敏博士,江豐電子的姚立軍博士,哪個不是有情懷有技術(shù)的人才?攻克核心技術(shù),一要有資源投入,二要有市場支撐能夠回饋投入,形成正向良性循環(huán)。

前面講北京科華的創(chuàng)始人陳昕女士把美國的房子做了抵押貸款籌集國內(nèi)創(chuàng)業(yè)資金,下圖是安集微電子的董事長王淑敏在美國的別墅,為了回上海創(chuàng)業(yè),也直接賣掉了在美國的別墅洋房。

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安集微電子經(jīng)過三年創(chuàng)業(yè),2007年產(chǎn)品才剛剛上市,結(jié)果就遭遇2008年的金融危機,公司快發(fā)不出工資,結(jié)果幾個員工代表主動找到王淑敏,提出普通員工降薪20%,員工代表降薪30%,集體降薪和公司一起度過創(chuàng)業(yè)難關(guān)。

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做光刻膠的北京科華創(chuàng)業(yè)的時候,由于無法自建廠房,科華微電子從燕山化工二廠租來的廠房進行施工改造,在《科技文摘》2017年的報道里面,作為創(chuàng)始人的陳昕回憶,她當時以短信的方式向工地員工表示感謝。科華最年輕的員工柴華澤回復(fù)說:“不用謝。實現(xiàn)中國光刻膠零的突破是我們共同的夢!”

這條短信讓陳昕當時感動的留下了眼淚,至今仍保存著這條短信。

比起所謂精神,情懷,資金和人才短缺才是主要矛盾。

中國古人都知道千金買馬骨,知道三顧茅廬來求人才,怎么今天我們有的人思想反而倒退了,只講情懷和工匠精神,就是不講掌握核心技術(shù)的跨國公司給技術(shù)專家給多少高薪,投入多少錢搞研發(fā)。在《大國工匠》第四集里面,中國商飛大飛機制造首席鉗工胡雙錢在35年里加工過數(shù)十萬個飛機零件,沒有一個次品。

“私營企業(yè)的老板甚至為他開出了三倍工資的高薪,但是胡雙錢拒絕了?!薄艾F(xiàn)在,胡雙錢一天有六周要泡在車間里,這張僅有的全家福還是2006年照的。一年多前,老胡一家從住了十幾年的30平米老房子搬了出來,貸款買了上海寶山區(qū)的70平米新家。作為一個一線工人,老胡沒有給家里掙來更多的錢,卻帶回了一摞摞的獎狀證書?!?/p>

看了這個,你內(nèi)心怎么想?

我就收到過一些私信,讀者說自己很想讀博士做研究,但是又擔心錯過掙錢的機會,以后房子更買不起,更無法在一線城市立足,這樣的問題現(xiàn)在非常典型。

我國半導(dǎo)體材料企業(yè),現(xiàn)在雖然有了較大的發(fā)展,但是總體體量還比較小,還要搞研發(fā),因此工程師的薪資,肯定還是總體高不到哪里去,所以國家02專項繼續(xù)扶持是必須的,可以加大研發(fā)資金扶持力度。我們以前搞宣傳,都是喜歡說“某某科學家毅然放棄了歐美優(yōu)越的生活條件,毅然回國搞技術(shù)研發(fā)”,現(xiàn)在時代變了,

我更希望看到這樣的新聞:

“央視熱播《大國工匠2》,披露商飛大飛機首席技工薪資高過公司高管”

“小創(chuàng)新大獎勵,個人可直接分享經(jīng)濟收益30%,中船重工一線工程師老趙利用業(yè)余時間提升工藝,經(jīng)測算企業(yè)可獲得經(jīng)濟效益每年500萬,集團特獎勵老趙150萬元”

“小李雖然在國外已經(jīng)安家立業(yè)生活優(yōu)渥,但是還是沒有經(jīng)受住國內(nèi)天價高薪誘惑,回國加入A公司擔任CTO”

“千人計劃專家老王回國后感慨,自己從事的方向在國內(nèi)很受重視,同樣的課題研究經(jīng)費比在美國的時候翻了三倍,可以放手搞研究了,真TM爽”

4:最后我再感謝下日本人

看完本文,有沒有發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,中國資本大舉進入最多的領(lǐng)域是硅片?

為什么剛好是硅片呢? 除了硅片是價值最大的半導(dǎo)體材料之外,硅片從2016年開始的瘋狂缺貨和漲價是主要原因之一,極大的刺激了中國資本進入。

2017年5月,日本公司更是傳出停止給武漢新芯這樣的公司供貨,優(yōu)先給臺積電,英特爾等巨頭供貨。

2018年5月的日本SUMCO法說會,更是預(yù)計12寸硅片的價格在2018年將提升20%。并且透露有較多晶圓廠已經(jīng)開始2021年的長協(xié)價談判,意思是還會持續(xù)漲價到2020年。

日本韓國公司,在存儲器,MLCC,硅片等領(lǐng)域的大漲價都無一例外的刺激了中國本土公司的發(fā)展和資本投入。像上一篇文章提到的MLCC漲價,就讓我國被動元件產(chǎn)業(yè)迎來了春天,2016-2019年將是中國被動元件產(chǎn)業(yè)的黃金四年。

風華高科2015年凈利潤6200萬元,今年預(yù)計能有四五億元,三年增長七八倍。為什么新昇半導(dǎo)體的300mm大硅片2017年底才出貨,2018年1-6月居然就盈利了,而且還是在正片都還沒有通過認證,只是銷售陪片擋片的情況下?

硅片大漲價和缺貨可以說功不可沒。我國硅片產(chǎn)業(yè)也會在2016-2020迎來大發(fā)展和突破。

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