日拱一卒功不唐捐 神工股份致力成为世界半导体硅材料的领跑者

　　本报记者 李勇

　　“在半导体材料领域，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，不过，2020年我们欣喜地看到，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。”【神工股份(688233)、股吧】董事长潘连胜在公司2020年度股东大会召开前与投资者进行交流时表示，“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。公司将以‘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。展望未来，成竹在胸！”

　　发展态势持续向好

　　一季度营收同比增389.11%

　　神工股份创立于2013年，2020年2月在上海证券交易所挂牌上市，是辽宁地区首家科创板上市企业。公司一直专注于半导体级单晶硅材料的研发、生产及销售，半导体级大直径单晶硅材料是公司的传统优势业务，目前已经形成以半导体级大直径单晶硅材料、硅零部件以及大尺寸硅片为主的三大主营产品。

　　“上市前，公司的业务主要以大直径单晶硅材料为主，2020年，公司将自产的单晶硅材料进一步向下游延伸，通过精密加工，加工成刻蚀机直接能够使用的零部件，如上电极和下电极等。募投项目方面，公司已开始介入半导体硅片领域，初期的定位是从技术难度较高、应用领域比较高端的8英寸P型轻掺硅片开始。”神工股份董事会秘书袁欣告诉记者，公司目前在北京和上海设有销售公司，在辽宁锦州和福建泉州布局有生产基地，并在日本东京设有技术研发中心。

　　据袁欣介绍，公司业务随半导体行业整体发展也呈现出周期性的变化，2017年至2018年，公司业务快速增长，2019年因为行业整体去库存和逆全球化冲击，出现短暂回落，在2020年一季度出现低谷后，2020年二季度起又开始大幅回升，呈现环比逐季上升的态势，2020年一季度，公司营业收入已经接近历史单季最高水平。

　　2020年全年，神工股份实现营业收入1.92亿元，比上年同比增长1.86%，实现归属于上市公司股东的净利润1亿元，比上年同期增长30.31%。2021年以来，公司业务继续保持高增长态势，今年一季度，公司实现营业收入8409.12万元，同比增长389.11%，实现归属于上市公司股东的净利润3939.58万元，同比大增1752.66%。

　　严控材料本身缺陷

　　提高良品率

　　“所有硅材料中，最最核心的就是第一步，也就是对材料本身缺陷的控制。若在前期对氧碳含量以及金属元素等内在缺陷没有控制好，后期即使通过高端的加工设备，也没有办法再去改变单晶硅材料内部的指标。”袁欣跟记者讲道：“公司最最重要的核心工作，就是能把材料本身的特性控制得很好。”

　　袁欣向记者介绍道，块状固态的原始多晶硅通过高温融化成硅液，再把固体籽晶浸入硅液中，通过籽晶的旋转提拉，让硅液一点点通过冷却变成固体，让杂乱无章的硅原子重新变成有序的单晶排列。

　　“大直径单晶硅材料直径越大，需要热场的尺寸就大，保证硅原子整齐有序地排列起来就越难。”袁欣告诉记者，要通过晶体成长速度、旋转速度等一系列参数相互组合，并随时精准地进行动态控制，才能变成单晶。

　　“做晶体是一个系统工程，每一个环节步骤，一直到底层的操作工人，甚至连最基本的扫炉清洁环节，都很重要。杂质多，缺陷产生的就会多。”潘连胜告诉记者，“晶体最重要就是控制缺陷率，缺陷越多，后期形成集成电路失败的概率就越大，故障率就越高。”

　　潘连胜表示，公司在材料方面，从一开始就下了最大的血本和力气，这也是公司的立足之本。

　　值得关注的是，与大部分行业都不一样，要想做出合格的硅材料，并不是有一台设备，有拉晶炉就能实现的，生产过程中，还要牵涉到从热场设计到拉晶速度等多种参数的调整，才能保证拉晶过程中原子的有序排列，保证成品的点缺陷较少，这些都需要丰厚的基础知识和长期积累的生产经验。

　　袁欣举例称，光一个上电极一般就会有2000个微孔，在加工时要求这些孔要位置准确，对孔的直径大小、内壁光整度要有非常高的要求，加工时要一气呵成。加工过程中，如果有一点点电流扰动造成钻头波动，都会导致电极失效，对硅片刻蚀效果都会产生很大的影响。

　　研发出直径达22英寸单晶体

　　巩固领先地位

　　近年来，公司大幅提升研发投入，为未来进一步发展，打下了坚实的基础。

　　公开披露数据显示，2020年，神工股份研发投入共计1790.11万元，较上年同期大幅提升80.93%，在营收中的占比也由2019年的5.25%提升到2020年的9.32%。

　　“2020年公司在精准掺杂工艺、改善晶体缺陷密度、优化投料方法等方面都取得了研发成果，最终体现在我们品质上的改善，良品率的提高，也带来了成本的下降。”袁欣认为，在研发上的持续高投入，也是公司树立品牌、获得客户信赖的重要基石。

　　据袁欣介绍，在大直径单晶硅材料领域，2020年公司研发团队成功生长出直径达22英寸的单晶体，进一步巩固了公司在该领域的领先地位。

　　“目前直拉单晶法能够做得到的最大的极限就是22英寸，再往上已经达到直拉法的边界，很难再有更大的直径。”袁欣告诉记者，22英寸也是目前世界上最大直径的单晶体，这不仅是神工股份进行的一次成功实验，也是公司面向未来所做的技术储备。未来随着下游半导体硅片尺寸提升到18英寸，就需用到22英寸的晶体。

　　“在单晶硅材料领域，产品直径越大，技术难度越高，产品售价越高，市场的参与者也越少。”据袁欣介绍，在大直径单晶硅材料上，公司是出货量最大的公司，目前国际上主要竞争对手，如韩国的相关公司，基本只生产15英寸以下产品。神工股份的定位就是超大直径单晶硅材料制造，近年公司的整体毛利率和净利率都保持着较高的水平，这也从一个侧面证明了公司技术的稳定性以及市场对公司品牌和产品的认可。

　　向下游硅零部件领域拓展

　　取得初步成功

　　自创立以来，神工股份一直践行科技报国，致力于成为中国乃至全世界硅材料领域的领先者，除了在原有大直径硅材料领域继续深耕，公司也向下游延伸拓展。

　　在半导体设备核心硅零部件领域，神工股份也开始获得集成电路制造厂商的批量订单，并通过了国内某干法刻蚀机制造商的评估，这也标志着公司从既有“大直径单晶硅材料”领域向下游“硅零部件产品”的拓展已取得初步成功，在实现“半导体材料及零部件国产化”征程上又迈出了坚实的一步。

　　据袁欣介绍，公司目前已经掌握了硅材料的加工技术，在高深径比钻孔技术、孔内腐蚀、清洗技术等方面积累了一定的经验。公司针对12英寸刻蚀机先进机型对硅零部件进行开发，准时交付了客户的样品订单，并有望在今年把客户的评估订单转化为量产订单。

　　公司的8英寸半导体级轻掺低缺陷抛光硅片项目方面，目前公司生产的硅片可应用于8英寸最高端的90纳米制程中，公司对切片、打磨、抛光、清洗等工序分阶段进行突破，目前已经打通全工序，并处于产量爬坡阶段。

　　“虽然各道工序都打通了，但每道工序的工艺窗口还需要进一步固定化，目前是小量生产，未来量上来后，也需要保持原有的技术品质，这就需要通过跑量来进一步提升，目前正处于工艺的摸索、产量的提升和成品率的进一步稳定这一阶段。”袁欣告诉记者，目前硅片生产过程中，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，公司希望通过不断重复性生产，在产量提升后，也保持与世界一流相似的水准。

　　（编辑 崔漫 乔川川）