688233
_2020_
神工
股份
锦州
半导体
股份有限公司
2020
年年
报告
_2021
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2020 年年度报告 1/194 公司代码:688233 公司简称:神工股份 锦州神工半导体股份有限公司锦州神工半导体股份有限公司 20202020 年年度报告年年度报告 2020 年年度报告 2/194 致股东的致股东的一封一封信信 首先,感谢广大股东及各界人士对神工股份的支持。2020 年是神工股份登陆科创板的第一年,也是危中有机的一年。全球受到新型冠状病毒流行疫情的冲击,政治和经济环境发生了巨大的变化。公司管理层沉着应对,成功实现了原有优势业务的稳健发展和募投项目的有序进行。2020 年,公司营业收入达 19,209.75 万元,同比增长 1.86%;归属于母公司股东的净利润10,027.65 万元,同比增长 30.31%;基本每股收益为 0.65 元;经营性现金流入 14,492.30 万元,同比增长 28.40%。在大直径单晶硅材料领域,2020 年 5 月,公司研发团队成功生长出直径达 22 英寸的单晶体,其内在品质符合下游日本客户的标准,进一步巩固了公司在该领域的技术地位。在半导体设备核心硅零部件领域,公司加大力度开拓国内市场,获得集成电路制造厂商批量订单,并通过了国内某干法刻蚀机制造商的评估。这标志着公司打破了依赖单一海外市场的销售模式,增强了应对区域性需求波动的抗风险能力;同时也代表了公司从既有“大直径单晶硅材料”领域向下游“硅零部件产品”的拓展取得初步成功,在实现“半导体材料及零部件国产化”的征程上又迈出坚实一步。我本人在日本半导体材料领域从业超过 20 年,我认为在这一领域,中国与世界先进水平差距较大,一定程度上限制了中国半导体产业的发展。2020 年,我们欣喜地看到半导体产业自主可控已经成为共识,大量社会资源迅速涌入曾经冷僻的半导体材料研发和生产领域。但是,半导体硅材料研发及生产是一项系统工程,判断经营成败的标准是长期大规模生产下的“良率”水平。主流的单晶硅材料生长方法“直拉法”已有百年历史,该技术的框架已经极为成熟。但日本一流硅片大厂以“全公司如一人,数十年如一日”的严谨作业精神,持续改进生产工艺和过程管控,成就了全球最高的良率水平,并且仍然日有寸进。超高良率的半导体硅片除了具备成本优势,更重要的是,其各项技术参数、品质指标高度稳定。因此,日本厂商才赢得下游用户的信任并结成长期稳固的合作关系,坐拥全世界半导体硅片市场的半壁江山。一心同体,绝非一日之功;我们将始终遵循产业发展的基本规律,在公司所掌握的领先技术已经能够满足“大直径”要求的基础上,以日拱一卒的严谨科学精神,持续在“低缺陷”、“高良率”等方面的积累经验。展望 2021 年,我们成竹在胸,戒骄戒躁,继续巩固并扩大公司在大尺寸单晶硅材料领域的优势,积极推进硅零部件在半导体集成电路制造产业链中的评估认证工作,并稳步提升半导体 8英寸轻掺低缺陷抛光硅片的良率水平。最后,再次感谢各位股东以及关注、关心、帮助过神工股份的朋友们!董事长董事长 潘连胜潘连胜 2021 年 4 月 16 日 2020 年年度报告 3/194 重要提示重要提示 一、一、本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实、准确、完整,本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实、准确、完整,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。二、二、重大风险提示重大风险提示 公司已在本报告中详细阐述公司在经营过程中可能面临的各种风险及应对措施,敬请查阅本报告第四节“经营情况讨论与分析”。三、三、公司公司全体董事出席全体董事出席董事会会议。董事会会议。四、四、大信大信会计师事务所(特殊会计师事务所(特殊普通合伙)普通合伙)为本公司出具了为本公司出具了标准无保留意见标准无保留意见的审计报告。的审计报告。五、五、公司负责人公司负责人潘连胜潘连胜、主管会计工作负责人、主管会计工作负责人安敬萍安敬萍及及会计机构负责人(会计主管人员)会计机构负责人(会计主管人员)王芳王芳声声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。六、六、经董事会审议的报告期利润分配预案或公积金转增股本预案经董事会审议的报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 公司拟以 2020 年度实施权益分派股权登记日登记的总股本数为基数,向全体股东每 10 股派发现金红利人民币 1.00 元(含税),合计拟派发现金红利人民币 16,000,000.00 元(含税),占公司 2020 年度合并报表归属于上市公司股东净利润的 15.96%。公司不进行资本公积转增股本,不送红股。本事项已获公司第一届董事会第十七次会议审议通过,尚需提交公司股东大会审议。七、七、是否是否存在存在公司治理特殊安排等重要事项公司治理特殊安排等重要事项 适用 不适用 八、八、前瞻性陈述的风险声明前瞻性陈述的风险声明 适用 不适用 公司年度报告中涉及公司未来计划、发展战略等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质性承诺,敬请投资者注意投资风险。九、九、是否存在被控股股东及其关联方非经营性占用资金情况是否存在被控股股东及其关联方非经营性占用资金情况 否 十、十、是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况 否 十一、十一、是否存在半数是否存在半数以上以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性 否 十二、十二、其他其他 适用 不适用 2020 年年度报告 4/194 目录目录 第一节 释义.5 第二节 公司简介和主要财务指标.6 第三节 公司业务概要.11 第四节 经营情况讨论与分析.26 第五节 重要事项.40 第六节 股份变动及股东情况.61 第七节 优先股相关情况.69 第八节 董事、监事、高级管理人员和员工情况.70 第九节 公司治理.79 第十节 公司债券相关情况.82 第十一节 财务报告.83 第十二节 备查文件目录.194 2020 年年度报告 5/194 第一节第一节 释义释义 一、一、释义释义 在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:常用词语释义 神工股份、公司、本公司 指 锦州神工半导体股份有限公司 神工有限 指 锦州神工半导体有限公司,系公司前身 更多亮 指 更多亮照明有限公司,系公司股东 矽康 指 矽康半导体科技(上海)有限公司,系公司股东 北京创投基金 指 北京航天科工军民融合科技成果转化创业投资基金(有限合伙),系公司股东 626 控股 指 626 投資控股有限公司,系公司股东 晶励投资 指 宁波梅山保税港区晶励投资管理合伙企业(有限合伙),系公司股东 航睿飏灏 指 宁波梅山保税港区航睿飏灏融创投资管理合伙企业(有限合伙),系公司股东 旭捷投资 指 宁波梅山保税港区旭捷投资管理合伙企业(有限合伙),系公司股东 晶垚投资 指 宁波梅山保税港区晶垚投资管理合伙企业(有限合伙),系公司股东 中晶芯 指 北京中晶芯科技有限公司,系公司全资子公司 日本神工 指 日本神工半导体株式会社,系公司全资子公司 上海泓芯 指 上海泓芯企业管理有限责任公司,系公司全资子公司 福建精工 指 福建精工半导体有限公司,系北京中晶芯科技有限公司全资子公司 科工基金管理公司 指 航天科工投资基金管理(北京)有限公司,系北京创投基金执行事务合伙人 上海和芯 指 上海和芯企业管理有限公司,系晶励投资执行事务合伙人 昌华碳素 指 锦州昌华碳素制品有限公司 锦州阳光能源 指 锦州阳光能源有限公司 CoorsTek 指 CoorsTek KK SK 化学 指 SKC solmics Co.,Ltd.Hana 指 HANA Materials Inc.三菱材料 指 Mitsubishi Materials Corporation SUMCO JSQ 指 SUMCO CORPORATION JSQ DIVISION 瓦克化学 指 Wacker Chemie AG SEMI 指 Semiconductor Equipment and Materials International,国际半导体设备和材料协会 WSTS 指 World Semiconductor Trade Statistics,世界半导体贸易统计协会 半导体级单晶硅材料 指 应用于半导体集成电路晶圆制造环节的硅单晶体材料,一般来说,去除重金属元素后的纯度达到 9 至 11 个 9(99.9999999%-99.999999999%)单晶硅(硅晶体)指 硅(Si)的单晶体,也称硅单晶,是以高纯度多晶硅为原料,在单晶硅生长炉中熔化后生长而成的,原子按一定规律排列的,具有基本完整点阵结构的半导体材料 多晶硅 指 由具有一定尺寸的硅晶粒组成的多晶体,各个硅晶粒的晶体取向不同,是生产单晶硅棒的直接原料 2020 年年度报告 6/194 等离子刻蚀机、干式刻蚀机 指 晶圆制造过程中干式刻蚀工艺的主要设备,主要分成 ICP与 CCP 两大类。其原理是利用 RF 射频电源,由腔体内的硅上电极将混合后的刻蚀气体进行电离,形成高密度的等离子体,从而对腔体内的晶圆进行刻蚀,形成集成电路所需要的沟槽。直拉法、CZ 法 指 切克劳斯基(Czochralski)方法,由波兰人切克劳斯基在 1917 年建立的一种晶体生长方法。后经多次改进,现已成为制备单晶硅的一种主要方法 单晶炉、单晶生长设备 指 在惰性气体保护下,通过石墨电阻加热器将多晶硅原料加热熔化,然后用直拉法生长单晶的设备 热场 指 用于提供热传导及绝热的所有部件的总称,由加热及保温材料构成,对炉内原料进行加热及保温的载体,是晶体生长设备的核心部件 单晶硅棒 指 由多晶硅原料通过直拉法生长成的棒状硅单晶体,晶体形态为单晶 晶圆、硅片 指 硅基半导体集成电路制作所用的单晶硅片。由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之集成电路产品 电极,刻蚀机电极,硅上电极,硅片托环、硅零部件 指 集成电路制造主要工艺之一的“干式(等离子)刻蚀”所用。等离子刻蚀设备腔体内的核心零部件。从控制腔体内洁净度等方面考虑,材料多采用与硅片同质的单晶硅材料,经精密加工后,成为刻蚀机腔体中硅上电极,或与晶圆直接接触的硅片托环等硅零部件。芯片 指 集成电路的载体,也是集成电路经过设计、制造、封装、测试后的产品 晶向 指 晶体中不同方向的原子列所构成的方位或角度,是“晶相取向”的简称 良率、良品率、成品率 指 满足特定技术标准的产品数量占全部产品的数量比率 一致性 指 不同批次产品核心质量参数的重复性和稳定性 公司法 指 中华人民共和国公司法 证券法 指 中华人民共和国证券法 上市规则 指 上海证券交易所科创板股票上市规则 公司章程 指 锦州神工半导体股份有限公司章程 中国、中国大陆 指 中华人民共和国境内区域,就本年度报告而言,不包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾地区 中国香港 指 中华人民共和国香港特别行政区 中国台湾 指 中华人民共和国台湾地区 元、万元、亿元 指 人民币元、万元、亿元 报告期、本报告期 指 2020 年度 第二节第二节 公司简介和主要财务指标公司简介和主要财务指标 一、一、公司基本情况公司基本情况 公司的中文名称 锦州神工半导体股份有限公司 公司的中文简称 神工股份 公司的外文名称 Thinkon Semiconductor Jinzhou Corp.公司的外文名称缩写 Thinkon Semi 2020 年年度报告 7/194 公司的法定代表人 潘连胜 公司注册地址 辽宁省锦州市太和区中信路46号甲 公司注册地址的邮政编码 121000 公司办公地址 辽宁省锦州市太和区中信路46号甲 公司办公地址的邮政编码 121000 公司网址 www.thinkon- 电子信箱 infothinkon- 二、二、联系人和联系方式联系人和联系方式 董事会秘书(信息披露境内代表)姓名 袁欣 联系地址 辽宁省锦州市太和区中信路46号甲 电话+86-416-711-9889 传真+86-416-711-9889 电子信箱 infothinkon- 三、三、信息披露及备置地点信息披露及备置地点 公司选定的信息披露媒体名称 上海证券报、中国证券报、证券时报、证券日报 登载年度报告的中国证监会指定网站的网址 公司年度报告备置地点 公司证券办公室 四、四、公司股票公司股票/存托凭证简况存托凭证简况(一一)公司股票简况公司股票简况 适用 不适用 公司股票简况 股票种类 股票上市交易所及板块 股票简称 股票代码 变更前股票简称 A股 上海证券交易所科创板 神工股份 688233 不适用 (二二)公司公司存托凭证存托凭证简简况况 适用 不适用 五、五、其他其他相相关资料关资料 公司聘请的会计师事务所(境内)名称 大信会计师事务所(特殊普通合伙)办公地址 北京市海淀区知春路 1 号学院国际大厦1504 室 签字会计师姓名 吴育岐、鲁家顺 报告期内履行持续督导职责的保荐机构 名称 国泰君安证券股份有限公司 办公地址 上海市静安区南京西路768号国泰君安大厦 签字的保荐代表人姓名 姚巍巍、黄祥 持续督导的期间 2020 年 2 月 21 日至 2023 年 12 月 31 日 2020 年年度报告 8/194 六、六、近三年主要会计数据和财务指标近三年主要会计数据和财务指标(一一)主要会计数据主要会计数据 单位:元 币种:人民币 主要会计数据 2020年 2019年 本期比上年同期增减(%)2018年 营业收入 192,097,477.36 188,586,021.47 1.86 282,535,675.83 归属于上市公司股东的净利润 100,276,468.28 76,949,820.93 30.31 106,575,958.78 归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润 89,644,425.04 76,184,570.27 17.67 132,852,815.41 经营活动产生的现金流量净额 144,923,040.49 112,865,178.26 28.40 114,234,370.86 2020年末 2019年末 本期末比上年同期末增减(%)2018年末 归属于上市公司股东的净资产 1,211,846,637.14 360,704,903.17 235.97 334,351,434.96 总资产 1,348,567,761.67 384,648,253.60 250.60 360,966,180.04 (二二)主要财务指标主要财务指标 主要财务指标 2020年 2019年 本期比上年同期增减(%)2018年 基本每股收益(元股)0.65 0.64 1.56 0.90 稀释每股收益(元股)0.65 0.64 1.56 0.90 扣除非经常性损益后的基本每股收益(元股)0.58 0.63-7.94 1.12 加权平均净资产收益率(%)9.62 22.16 减少12.54个百分点 41.76 扣除非经常性损益后的加权平均净资产收益率(%)8.60 21.94 减少13.34个百分点 52.06 研发投入占营业收入的比例(%)9.32 5.25 增加4.07个百分点 3.86 报告期末公司前三年主要会计数据和财务指标的说明 适用 不适用 归属于上市公司股东的净利润同比上升 30.31%,主要系公司销售业绩增加、使用闲置募集资金进行现金管理和政府补助收入增加几方面综合影响所致。归属于上市公司股东的净资产同比上升 235.97%,主要系募集资金到账以及本期净利润实现所致。总资产同比上升 250.60%,主要系公司募集资金到账以及本期净利润实现所致。2020 年年度报告 9/194 七、七、境内外会计准则下会计数据差异境内外会计准则下会计数据差异(一一)同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况的净资产差异情况 适用 不适用 (二二)同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归归属于上市公司股东的属于上市公司股东的净资产差异情况净资产差异情况 适用 不适用 (三三)境内外会计准则差异的说明:境内外会计准则差异的说明:适用 不适用 八、八、2020 年分季度主要财务数据年分季度主要财务数据 单位:元 币种:人民币 第一季度(1-3 月份)第二季度(4-6 月份)第三季度(7-9 月份)第四季度(10-12 月份)营业收入 17,192,816.50 27,673,424.14 68,277,174.98 78,954,061.74 归属于上市公司股东的净利润 2,126,447.07 17,282,676.66 38,380,895.38 42,486,449.17 归属于上市公司股东的扣除非经常性损益后的净利润 2,148,733.39 8,991,158.02 35,638,603.63 42,865,930.00 经营活动产生的现金流量净额 1,062,063.67 32,184,516.65 45,829,691.22 65,846,768.95 季度数据与已披露定期报告数据差异说明 适用 不适用 九、九、非经常性损益项目和金额非经常性损益项目和金额 适用 不适用 单位:元 币种:人民币 非经常性损益项目 2020 年金额 附注(如适用)2019 年金额 2018 年金额 非流动资产处置损益 越权审批,或无正式批准文件,或偶发性的税收返还、减免 计入当期损益的政府补助,但与公司正常经营业务密切相关,符合国家政策规定、按照一定标准定额或定量持续享受的政府补助除外 12,194,834.01 主要为辽宁省的上市奖励 1,124,648.07 2,352,000.00 计入当期损益的对非金融企业收取的资金占用费 企业取得子公司、联营企业及合营企业的投资成本小于取得投资时应享有被投资单位可辨 2020 年年度报告 10/194 认净资产公允价值产生的收益 非货币性资产交换损益 委托他人投资或管理资产的损益 210,596.94 918,381.06 1,370,271.57 因不可抗力因素,如遭受自然灾害而计提的各项资产减值准备 债务重组损益 企业重组费用,如安置职工的支出、整合费用等 交易价格显失公允的交易产生的超过公允价值部分的损益 同一控制下企业合并产生的子公司期初至合并日的当期净损益 与公司正常经营业务无关的或有事项产生的损益 除同公司正常经营业务相关的有效套期保值业务外,持有交易性金融资产、衍生金融资产、交易性金融负债、衍生金融负债产生的公允价值变动损益,以及处置交易性金融资产、衍生金融资产、交易性金融负债、衍生金融负债和其他债权投资取得的投资收益 单独进行减值测试的应收款项、合同资产减值准备转回 对外委托贷款取得的损益 采用公允价值模式进行后续计量的投资性房地产公允价值变动产生的损益 根据税收、会计等法律、法规的要求对当期损益进行一次性调整对当期损益的影响 受托经营取得的托管费收入 除上述各项之外的其他营业外收入和支出 104,781.28 -1,142,734.24-406,895.20 其他符合非经常性损益定义的损益项目 -34,230,000.00 少数股东权益影响额 所得税影响额-1,878,168.99 -135,044.23 4,637,767.00 合计 10,632,043.24 765,250.66-26,276,856.63 十、十、采用公允价值计量的项目采用公允价值计量的项目 适用 不适用 单位:元 币种:人民币 项目名称 期初余额 期末余额 当期变动 对当期利润的影响金额 2020 年年度报告 11/194 债务工具投资 334,365,753.66 334,365,753.66 9,576,350.60 合计 334,365,753.66 334,365,753.66 9,576,350.60 十一、十一、非企业会计准则业绩指标说明非企业会计准则业绩指标说明 适用 不适用 第三节第三节 公司业务概要公司业务概要 一、一、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况研发情况说明说明 (一一)主要业务、主要产品或主要业务、主要产品或服务服务情况情况 报告期内,公司战胜逆全球化思潮和新冠肺炎疫情的影响,扩大了业务板块。除原有的“大直径单晶硅材料”以外,新扩展了半导体集成电路制造所必须的两大应用产品板块,即“硅零部件”和“半导体大尺寸硅片”。主要情况和产品分别说明如下:1)大直径单晶硅材料 这一业务板块的产品,在本报告期内按直径,覆盖了从 14 英寸至 19 英寸所有的产品,主要销售给日本、韩国和美国等半导体强国的硅零部件加工厂,因此也可称之为集成电路刻蚀用单晶硅材料。该产品具有国际一流的竞争力,在技术、品质、产能和市场占有率等方面处于世界先进水平,也是公司的主要营业收入来源。2)硅零部件 上述“大直径单晶硅材料”,经过切片、磨片、腐蚀、打微孔、形状加工、抛光、清洗等一系列精密加工后,最终做成刻蚀机用硅零部件。本报告期内,该产品主要由全资子公司福建精工半导体公司研发和生产。该产品逐步批量生产,获得国内数家 8 英寸、12 英寸集成电路制造厂商的评估机会,通过了某国内干法刻蚀机制造商的评估,并得到集成电路制造厂商的长期批量订单。这标志着公司了在既有大直径单晶硅材料领域向下游硅零部件产品开发的成功,并迈进入了国内蓬勃发展的半导体产业链中;同时打破了公司原有依赖海外市场的单一区域模式,增强了公司应对销售区域波动的抗风险能力。随着我国半导体国产化的快速推进,公司正抓住机会,继续大量投入研发,争取获得更多客户认证,同时持续扩大产能。3)大尺寸硅片 本报告期内公司使用上市募投资金购置半导体 8 英寸轻掺低缺陷抛光片所需要的相关生产设备,并按计划进行设备调试、小批量生产及工艺摸索。(二二)主要经营模式主要经营模式 公司主营业务为单晶硅材材料、硅零部件、半导体级大尺寸硅片及其应用产品的研发、生产和销售,其采购、生产、销售模式如下:1、采购模式 公司产品生产用原材料、包装材料由采购部根据“以产定购”的原则进行采购工作安排。公司建立了供应商管理体系和供应商认证制度,根据供应商的资质条件、产品质量、供货能力、服务水平等情况对供应商进行综合评价,将符合条件的供应商纳入合格供应商清单。供应商2020 年年度报告 12/194 进入清单后,公司会基于各部门的反馈以及市场调研情况,定期从产品质量和供货情况等方面对供应商进行持续评估和认证,根据评估结果调整采购订单的分配,并确保主要原材料有两家以上合格供应商具备供应能力。2、生产模式 公司采取“客户订单+自主备货”的生产模式。公司根据客户发送的定制化产品订单情况组织采购和生产。此外,公司还会结合下游市场需求预测和与客户沟通情况统筹安排备货计划。公司建立了产品标识和可追溯管理规定,每一件产成品均可以通过产品编号检索至单晶工艺跟踪单,从而获得产品的具体生产日期、质量检验员、生产班组等信息。产品质量的可追溯性为公司持续改进管理水平和生产工艺提供了重要保障。目前,公司已通过 ISO9001:2015 标准质量管理体系认证。3、销售模式 公司主要采用客户直销的模式进行销售,管理层和销售部负责公司现有客户的维护和潜在客户的开发。客户发送订单至公司,经公司确认订单条款,双方对产品类型、数量、价格以及交货期等要素达成一致后按照订单约定履行各自义务。公司根据订单约定交付产品后,将持续跟踪客户产品到货情况及销售回款情况。公司下游客户对单晶硅材料及其应用产品有较高质量要求,对供应商选择有较为严格的筛选、考核体系。公司成功进入下游客户供应链体系一般需要经历现场考察、送样检验、技术研讨、需求回馈、技术改进、小批试做、批量生产、售后服务评价等环节,认证过程严格,认证周期较长,一般为 3-12 个月不等。为了保证高品质产品的稳定供应,一旦通过下游客户的认证,客户会与供应商建立长期稳定的合作关系。公司在拓展潜在客户的时,会对客户进行背景调查,在对客户的技术要求进行内部评估的同时,对客户报价进行成本效益核算,进而对是否进入该潜在客户供应链体系进行综合判断。(三三)所处行业情况所处行业情况 1.1.行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛 (1)行业的发展阶段 2020 年半导体行业发展处于上行周期。半导体行业属于周期性行业,行业增速与科技发展、全球经济形势高度相关,同时受技术升级、市场结构变化、应用领域升级、库存变化等因素的影响。2019 年,由于中美贸易摩擦,手机、汽车、数据中心等需求增长乏力等不利因素,半导体行业景气度整体下滑。2020 年 Q1 以来,半导体行业调整逐步进入尾声,但受疫情影响,景气度复苏有所延缓。从需求角度来看,5G 手机渗透率进一步提升,对半导体需求有显著拉动;同时,欧洲、中国等地区对于减少碳排放的要求将使得新能源汽车渗透率快速提升,进一步带动半导体行业景气度上行。世界半导体贸易统计组织(WSTS)2021 年 3 月公布的报告显示,2020 年全球半导体销售额达 4,404 亿美元,同比增长 6.8%。尤其是从 2020 年下半年以来,晶圆制造和封装的刚2020 年年度报告 13/194 性供给无法满足快速增长的市场需求,导致半导体行业结构性的供给紧张。根据国际半导体产业协会提供的数据,2020 年,硅片的总出货量为 124.07 亿平方英寸,比 2019 年同比增长 5%。在高需求的持续预期下,半导体行业已进入上行周期,优质的国产半导体材料厂商有望受益于行业产能的扩张,使国产替代厂商迎来新的机遇。具体到半导体单晶硅材料领域,最早可以追溯到 1947 年,即晶体管在美国贝尔实验室诞生,标志着半导体时代的开启。1958 年集成电路的出现加速了半导体行业的发展。经过半个世纪,半导体行业已经非常成熟,形成了从半导体材料、设备到半导体设计、制造、封装测试的完整产业链。半导体单晶硅材料产业规模占半导体集成电路制造过程中全部材料规模的 30%以上,是芯片制造中最为重要的基础原材料。硅材料具有优良的半导体特性,可以生长多种尺寸的高纯度单晶体,且较其它半导体材料有明显的成本优势,故而成为全球应用广泛的重要集成电路基础材料。按照应用场景划分,可以分为芯片用单晶硅材料和大直径单晶硅材料。其中芯片用单晶硅材料经加工制成的大尺寸硅片,经过一系列集成电路制造工艺形成极微小的电路结构,再经切割、封装、测试等环节成为芯片,并广泛应用于集成电路下游产品中。大直径单晶硅材料加工制成的半导体设备用硅零部件,是集成电路芯片制造工艺刻蚀环节所需的核心耗材。报告期内公司已经成功研发出 8 英寸、12 英寸半导体刻蚀机用的硅零部件,已取得客户认证和长期批量订单;公司使用募投资金进入半导体大尺寸硅片领域,现已取得一定性进展。从全球竞争格局来看,全球半导体硅材料产业依然由日本、中国台湾、韩国等国家和地区占据绝对主导地位。虽然国产半导体硅材料产业蓬勃发展,但从整体技术水平和生产规模来看,国产半导体硅材料企业和全球行业龙头企业相比仍然存在较大差距。(2)基本特点 半导体级硅材料行业有“三高”的特点:1)资金壁垒高 半导体级单晶硅材料行业属于资金密集型行业,前期涉及厂房、设备等巨额资本投入,且生产所需高精度制造设备和质量检测设备的价值很高,固定资产投资规模庞大。同时规模化生产是行业参与者降低成本提升市场竞争力的必要手段,因此市场新进入者必须达到一定的经济规模,才能与现有企业在设备、技术、成本、人才等方面展开竞争。2)技术壁垒高 半导体级单晶硅材料质量优劣的评价标准主要包括晶体尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均匀性等一系列参数指标。实际生产过程中,除了热场设计、原材料高纯度化处理外,需要匹2020 年年度报告 14/194 配各类参数并把握晶体成长窗口期以控制固液共存界面形状。在密闭高温腔体内进行原子有序排列并完成晶体生长是复杂的系统工程,工艺难度较高,且产品良品率和参数一致性受员工技能和生产设备性能的影响,人机协调也是工艺难点所在。我国半导体级单晶硅材料行业起步较晚,相比国外先进水平较为落后,具备相关理论知识和行业经验的高级技术人才以及熟练的技术工人都相对匮乏。市场新进入者难以在短时间内获得足够有丰富经验的专业性技术人才,而行业人才的培养、经验的积累以及高效的协作都需要较长时间。3)市场壁垒高 半导体级单晶硅材料行业下游客户为保证自身产品质量、生产规模和效率、供应链的安全性,十分注重供应商生产规模、质量控制与快速反应能力。因此,行业下游客户会对供应商执行严格的考察和全面认证程序,涉及技术评审、产品报价、样品检测、小批量试用、批量生产等多个阶段,行业下游客户确保供应商的研发能力、生产设备、工艺流程、管理水平、产品质量等都能达到认证要求后才会考虑与其建立长期的合作关系。认证周期较长,认证时间成本较高。一旦供应商进入客户供应链体系,基于保证产品质量的稳定性、控制供应商渠道开拓与维护成本等多方面的考虑,客户一般不会轻易改变已定型的产品供应结构。(3)主要技术门槛 1)大直径单晶硅材料行业技术 公司大直径单晶硅材料尺寸主要为 14-19 英寸,主要销售给半导体刻蚀设备硅零部件制造商,经一系列精密的机械加工制作成为芯片制造刻蚀环节所需的核心硅零部件。公司生产并销售的集成电路刻蚀用直径单晶硅材料纯度为 10 到 11 个 9,产品质量核心指标达到国际先进水平,可满足 7nm 及以下先进制程芯片刻蚀环节对硅材料的工艺要求。公司凭借无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺等多项业内领先的工艺或技术,使公司能够实现不借助强磁场,能够在单晶生长设备既有规格基础上生产出更大尺寸的单晶硅,因此在维持较高良品率和参数一致性水平的基础上有效降低了单位生产成本。目前公司大直径单晶硅材料已可满足先进制程芯片刻蚀环节的生产制造需求。考虑到全球主要刻蚀设备供应商所生产的刻蚀设备型号存在差异,刻蚀环节所用单晶硅材料的生产需要满足客户定制化的需求。2)硅零部件技术 大直径单晶硅材料经过切片、研磨、钻孔、腐蚀、抛光、检验等多道精密加工步骤后可制成刻蚀机用的硅零部件,如:上电极,硅片托环等。刻蚀机的气体通过气体分配盘经由硅上电极的2020 年年度报告 15/194 上千个细微小孔进入刻蚀机腔体中,在一定电压的作用下,形成高强度的等离子体,若是细微小孔的孔径不一致,会影响到电路刻蚀的精度,从而造成芯片良率的下降;同时上电极及硅片托环与芯片同处于刻蚀机腔体中,受等离子体的刻蚀后,逐渐变薄,当这些硅零部件厚度减少到一定程度后,需替换新的硅零部件,以满足刻蚀机所需要的工艺条件。因此硅零部件是晶圆制造中刻蚀工艺的核心耗材。硅零部件的物理特性和化学特性对于晶圆表面的沟槽精度、均匀性等指标有着重大影响,因此,刻蚀设备厂商或集成电路制造商通常对硅零部件的选择有着很高的要求。单晶硅材料属于硬脆材料,加工有很多难度。例如,在进行表面、外形加工过程中,刀具与其接触过程中,极易造成不易观察到的崩裂等表面细微损伤,这种表面损伤可延伸至产品内部,造成产品在使用过程中的异常。另外,硅零部件中应用于芯片高端制程中的上电极,往往有上千个微孔,加工难度不仅体现在每个微孔的尺寸精度,位置精度,还要求每个微孔内壁表面的光滑度,确保孔内壁不易产生异物污染,同时,刻蚀气体经过每个微孔后,孔径内壁腐蚀变化程度的一致性较高,所以,上千个微孔的加工必须一气呵合,如果中间有异常,整个上电极就会报废。公司经过长时间的研发,掌握了硅材料的加工技术,在高深径比钻孔技术、孔内腐蚀、清洗技术等方面探索并积累了一定的经验。3)半导体级大尺寸硅片行业技术 半导体硅片是集成电路芯片制造中的基础原材料。一般而言,单张硅片上制造的芯片数量就越多,单位芯片的成本也随之降低。因此,为了提升生产效率、降低成本,半导体硅片制造技术不断向大尺寸演进。但是,半导体硅片尺寸越大,对生产的人员、技术、原材料、设备设施等的要求也越高。同时,作为芯片制造的基础材料,硅片生产对于晶体纯度、缺陷率控制、表面平整度、表面异物数量也都有着极高的要求,且随着工艺制程的微缩,这些指标会更为严苛。为了满足这些要求,先进的高精度自动化设备和具有长年经验、熟练掌握核心技术的工程师都是不可或缺的。半导体级大尺寸硅片行业技术简单分类为半导体单晶硅材料生长技术及硅片加工技术。公司既有产品大直径单晶硅材料,与 8 英寸半导体级单晶硅材料,由于两者应用领域不同,对具体技术参数指标的要求不同,两者在各自生产环节的参数设定、调整及控制方面存在着一定差异;但同时两者在生产工艺方面存在相似度和相通性,即都是利用单晶生长设备生产单晶硅材料,生产涉及的重点技术领域均涵盖了固液共存界面控制技术、电阻率精准控制技术、引晶技术等。相比大直径单晶硅材料,8 英寸半导体级单晶硅材料对晶体原生微缺陷率、面内电阻率均匀率、表面异物数量等多项指标要求更加严格,需控制单晶硅生长过程中的硅液温度、晶体成长速度等工艺参数,使其集中保持在较窄且稳定的工艺窗口内,以满足后续芯片制造的工艺要求。从尺寸参数来看,目前国际领先的半导体级单晶硅片生产企业在 12 英寸领域的生产技术已较为成熟,研发水平已达到 18 英寸。我国尚处于攻克 8 英寸和 12 英寸轻掺低缺陷硅片规模化生2020 年年度报告 16/194 产技术难关的阶段,上述两种大尺寸硅片国产化相关技术尚待实现突破。从核心参数来看,目前国际上技术领先的硅片已用于生产 7nm 及以下先进制程的芯片,国内大规模化量产大尺寸硅片技术起步相对晚,多数集中在重掺低阻产品上,用作为厚膜外延片底板及之后的亚微米级制程芯片的生产中。重掺硅片与轻掺硅片工艺不同,重掺硅片需在重掺单晶硅材料制成的衬底片上生长一层几十微米到一百多微米不等的外延层。因为有外延层,所以重掺单晶体对缺陷要求较低。而轻掺硅片没有外延层,对轻掺硅晶体材料的原生缺陷要求很高。目前从全球市场 8 英寸硅片总需求上看,轻掺硅片占全部需求的 70-80%;在 12 英寸硅片总需求中,轻掺硅片占比几近 100%。公司以生产技术门槛高,市场容量比较大的轻掺低缺陷抛光硅片为目标。公司已掌握了包含8 英寸半导体级硅片在内的晶体生长及硅片表面精密加工等多项核心技术。具体包括:晶体生长稳态化控制技术、低缺陷单晶生长技术、高良率切片技术、高效化学腐蚀及清洗技术、超平整度研磨抛光技术、硅片检测评价技术、硅片表面微观线性损伤控制技术、低酸量硅片表面清洗技术、线切割过程中硅片翘曲度的稳定性控制技术等。公司 8 英寸半导体级轻掺低缺陷单晶硅材料,经过切片、研磨、清洗、检测等多道精密加工后成为抛光硅片,销售给集成电路制造厂商。之后历经非常复杂的工序,最终制成芯片。大多数的技术指标和良率已经达到或基本接近业内主流大厂的水准。2.2.公司所处的行业地位公司所处的行业地位分析及其变化分析及其变化情况情况 在大直径单晶硅材料领域,凭借多年的技术积累及市场开拓,公司在产品成本、良品率、参数一致性和产能规模等方面均具备较为明显的竞争优势,细分市场占有率不断上升,市场地位和市场影响力不断增强。目前公司已成功进入国际先进半导体材料产业链体系,在行业内拥有了一定的知名度。报告期内,公司的 20 英寸以上超大直径单晶硅产品研发项目已取得重大突破。公司使用 28 英寸热场成功拉制直径达到 550mm(22 英寸)的晶体,其内在品质符合下游日本客户的标准,进一步巩固了公司在大直径单晶硅材料领域的技术地位。在 8 英寸半导体级单晶硅材料领域,公司报告期内研发的核心技术“热系统封闭技术”、“晶体生长稳态化控制技术”、“多段晶体电阻率区间控制技术”达到业内先进水平,批量生产良率可接近业内一流厂商平均水平;在硅零部件领域,公司报告期内