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神工股份:锦州神工半导体股份有限公司2021年年度报告

时间:2022-06-19 03:09  来源:未知   作者:admin   点击:

  股份有限公司2021年年度报告公司代码:688233 公司简称:神工股份锦州神工半导体股份有限公司2021年年度报告2021年年度报告致股东的一封信尊敬的各位股东:感谢您长期以来对神工股份的支持和厚爱! 作为见证近三十年半导体历史的技术人员和神工股份的经营管理责任人,我深深地感受到2021年是很不平凡的一年。

  其中,百年不遇的疫情肆虐,时局的快速变化和行业的艰难险阻,都集中出现在这一年。

  虽然历尽千辛万苦,但是在大家的支持和鼓励下,公司员工一心同体,百折不挠,快速调整战略战术攻坚克难,及时满足客户需求,创造了历史佳绩。

  近年来,在地缘政治角力、国际军事冲突和经济逆全球化的国际形势下,各国产业结构正在发生深刻的调整。

  主要经济体纷纷采取“产业回归,力争制造业自主可控”的政策,这必然冲击全球产业协同效应,造成技术标准分化、供应链不稳定和产品成本上升等不良现象。

  但是,和平发展,人类命运共同体的理念有其强大的生命力,也必将有力地促进人类文明和包括半导体在内的科技领域的进步。

  在未来的“数字经济”和“零碳经济”中,性能更强、能耗更低、种类更多、成本更优的芯片产品不可或缺。

  作为未来世界经济转型的动力源泉,全球半导体市场的2021年增长率高达26.2%,首次超过5,000亿美元,反映了人们对电子科技进步的强烈要求。

  未来经济对芯片产品的更高要求,催生了趋于极限的设计线宽和臻于至善的制造工艺,在技术上迫使上游半导体材料产业加速变革;与此同时,全球范围的“缺芯潮”促成“芯片制造本土化浪潮”,在产业布局上要求半导体材料企业不仅要立足国际市场,更要着手与本土产业链加速融合。

  2021年,神工股份作为中国本土企业,深深植根于全球半导体产业链,凭借细分市场的全球领先技术优势,取得了公司成立以来的最佳年度业绩:营业收入达47,389万元,同比增长146.69%;归属于上市公司股东的净利润21,844万元,同比增长117.84%;经营活动现金流量净额18,913万元,同比增长30.50%;基本每股收益为1.37元,同比增长110.04%。

  公司的三大业务板块都取得了显著进步:在大直径硅材料板块,为应对旺盛的市场需求,公司快速扩大了产能规模,及时增强了了对全球硅电极制造商的稳定供货能力,进一步巩固同业者中的技术地位,并扩大了在全球范围内的2021年年度报告生产规模的领先优势;同时,公司全员付出种种努力,克服了原材料价格上涨和货物短缺等的不利因素,保持了公司整体毛利率水平,验证了公司的供应链韧性和科学的生产管理能力;更为重要的是,伴随全球集成电路前道生产工艺的发展潮流,集成电路制造正在向着刻蚀工艺“精细化”、硅电极“大型化”和晶圆“大尺寸化”发展,相应地对半导级硅材料的各项技术指标提出了更严苛的要求。

  2021年公司大直径硅材料产品销售总额中,制造难度较大的16英寸以上产品占比达26.32%,该产品的营业收入较2020年增长175.72%,对公司年度净利润增长有较大贡献。

  在硅零部件板块,公司设计产能居全国领先地位,具备“从晶体生长到硅电极成品”的完整制造能力,开启了“泉州锦州,一南一北,服务全国”的布局。

  公司采取“以点带面,聚沙成塔”的市场拓展策略,取得一定的成果:在为刻蚀设备原厂配套方面,公司继续加强与国内等离子刻蚀机设备制造厂商,中微公司和北方华创的合作,共同开发适配于不同机型的多种硅零部件产品;在终端集成电路制造厂国内客户方面,公司可以覆盖其使用中的绝大多数硅零部件规格,并已获得国内多家12英寸集成电路制造厂的送样评估机会,取得了小批量订单。

  未来几年,随着中国本土半导体产业链的蓬勃发展,集成电路制造厂的刻蚀腔体数量将持续增加,开工率亦有望保持高位,需要更多高品质硅零部件的及时供应;同时,为确保供应链稳定和成本可控,中国本土集成电路制造厂对刻蚀设备及硅零部件的需求与日俱增。

  公司已经扎根于中国本土半导体产业链,展现出强大的技术延展能力,有信心以全球视野在中国市场发挥区域化优势,并取得长期收益。

  在半导体大尺寸硅片板块,公司已经建成了8英寸产能为每月5万片的生产线万片的生产设备。

  目前,公司低缺陷轻掺硅片的大多数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;2021年下半年以来,公司已经开始向某些集成电路制造厂送样认证。

  公司基于自身独特技术优势和国内市场需求,选择了其市场需求广阔的“轻掺低缺陷”的产品路线,,目前差异化竞争优势正在显现,同时为向12英寸硅片制造延伸奠定坚实的基础。

  半导体硅材料研发及生产是一项系统工程,长期大规模生产条件下的良率是生命线。

  公司遵循产业发展的基本规律,秉承“日拱一卒”的严谨科学精神,持续在“低缺陷”、“高良率” 2021年年度报告等方面积累经验,深知打造勠力同心的人才梯队乃是基业长青的关键。

  2022年年初,公司实施了首次限制性股票激励计划,未来三年的发展目标深入人心,“全公司如一人,数十年如一日”的奋斗精神更加昂扬。

  展望2022年,公司将持续扩大大直径硅材料产品生产规模,不断加强16英寸及以上产品的全球领先优势;推动硅零部件在更多国内客户的认证并形成批量订单,与中国集成电路制造产业共同快速成长;确保半导体级8英寸硅片在更高产量条件下保持较高良率水平,并加快开发低缺陷路线下的高技术含量及具有高毛利优势的硅片产品,争取年内获得国内主流集成电路制造厂认证通过,并形成小批量订单,继续探索并积累12英寸半导体级低缺陷晶体的生长工艺。

  全球半导体产业正在驱动世界经济迈向“数智互联”的新境界,细微至原子尺度的更高品质低缺陷硅材料及制成品则是其物理基础。

  神工股份已经在这一变革中占据一定的位置,更在中国本土集成电路市场渐入佳境。

  相信经过董事会、管理层和全体员工“一心同体”的不懈拼搏,在广大投资者、上下游合作伙伴及社会各界的鼎力支持下,神工股份一定能够实现“中国半导体级硅材料领域的领先者”的愿景! 最后,再次感谢各位股东,以及关注、关心、理解和帮助过神工股份的朋友们! 神工股份董事长 潘连胜 2022年4月18日2021年年度报告重要提示一、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性、准确性、完整性,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、公司上市时未盈利且尚未实现盈利□是√否 三、重大风险提示公司已在本报告中详细描述了可能存在的相关风险,敬请查阅本报告“第三节管理层讨论与分析”中关于公司可能面临的各种风险及应对措施部分内容。

  五、大信会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。

  六、公司负责人潘连胜、主管会计工作负责人袁欣及会计机构负责人(会计主管人员)盖雪 声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。

  七、董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案公司拟以2021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4.10元(含税)。

  截至2021年12月31日,公司总股本为160,000,000股,以此计算合计拟派发现金红利65,600,000.00元(含税)。

  本事项已获公司第二届董事会第六次会议审议通过,尚需提交公司股东大会审议。

  八、是否存在公司治理特殊安排等重要事项□适用√不适用 九、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。

  报告期内在中国证监会指定网站上公开披露过的所有公司文件的正本及公告的原稿。

  2021年年度报告第一节释义一、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精合半导体指锦州精合半导体有限公司,系福建精工半导体有限公司全资子公司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SK化学指SKC solmics Co., Ltd. Hana指HANAMaterials Inc. 三菱材料指Mitsubishi Materials Corporation Coorstek指Coorstek KK 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大直径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等离子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。

  2021年年度报告直拉法 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。

  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大直径硅材料,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2021年1月1日至2021年12月31日第二节公司简介和主要财务指标一、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ThinkonSemi 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历史变更情况报告期内无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 2021年年度报告电子信箱二、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号甲电线- 传线- 电子信箱 三、信息披露及备置地点公司披露年度报告的媒体名称及网址上海证券报、中国证券报、证券时报、证券日报公司披露年度报告的证券交易所网址 公司年度报告备置地点公司证券办公室四、公司股票/存托凭证简况(一)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)公司存托凭证简况□适用√不适用 五、其他相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振、王勇勇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日六、近三年主要会计数据和财务指标(一)主要会计数据单位:元 币种:人民币主要会计数据2021年2020年本期比上年同期增减(%) 2019年营业收入473,890,118.61192,097,477.36146.69188,586,021.47 归属于上市公司股东218,442,472.45100,276,468.28117.8476,949,820.93 2021年年度报告的净利润归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润214,126,167.3989,644,425.04138.8676,184,570.27 经营活动产生的现金流量净额189,125,285.87144,923,040.4930.50112,865,178.26 2021年末2020年末本期末比上年同期末增减(%) 2019年末归属于上市公司股东的净资产1,414,176,574.031,211,846,637.1416.70360,704,903.17 总资产1,489,085,744.171,348,567,761.6710.42384,648,253.60 (二)主要财务指标主要财务指标2021年2020年本期比上年同期增减(%) 2019年基本每股收益(元/股) 1.370.65110.770.64 稀释每股收益(元/股) 1.370.65110.770.64 扣除非经常性损益后的基本每股收益(元/股) 1.340.58131.030.63 加权平均净资产收益率(%) 16.649.62增加7.02个百分点22.16 扣除非经常性损益后的加权平均净资产收益率(%) 16.318.60增加7.71个百分点21.94 研发投入占营业收入的比例(%) 7.389.32减少1.94个百分点5.25 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 1、营业收入同比增长146.69%,主要系报告期内全球集成电路产业蓬勃发展,景气度持续提升,公司大直径硅材料订单需求大幅增加,营业收入实现较大幅度增长。

  2、归属于上市公司股东的净利润同比增长117.84%,主要为客户对大直径硅材料的订单大幅增加,公司原材料价格上涨,成本增加等多重因素所致。

  3、归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润同比增长138.86%,主要系在净利润保持增长的前提下,本期非经常性损益项目较上期减少59.40%所致。

  4、经营活动产生的现金流量净额同比增长30.50%,主要系公司市场预期好、营业收入增加,业务规模扩大,增加存货采购综合影响所致。

  5、基本每股收益、稀释每股收益同比增长110.77%,扣除非经常性损益后的基本每股收益同比增长131.03%,主要系报告期内归属于上市公司股东的净利润增长所致。

  七、境内外会计准则下会计数据差异(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的净资产差异情况□适用√不适用 2021年年度报告(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归属于上市公司股东的净资产差异情况□适用√不适用 (三)境内外会计准则差异的说明:□适用√不适用 八、2021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84,091,208.63119,958,478.44145,449,109.10124,391,322.44 归属于上市公司股东的净利润39,395,765.8360,638,327.6568,888,788.1049,519,590.87 归属于上市公司股东的扣除非经常性损益后的净利润38,973,791.6857,999,132.7368,813,114.8948,340,128.09 经营活动产生的现金流量净额16,665,523.3729,032,652.4858,333,973.7985,093,136.23 季度数据与已披露定期报告数据差异说明□适用 √不适用 九、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2021年金额附注(如适用) 2020年金额2019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4,947,160.79 12,194,834.011,124,648.07 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 210,596.94918,381.06 因不可抗力因素,如遭受自然 2021年年度报告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154,178.18 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-63,849.49 104,781.28 -1,142,734.24 其他符合非经常性损益定义的损益项目减:所得税影响额721,184.42 1,878,168.99135,044.23 少数股东权益影响额(税后) 合计4,316,305.06 10,632,043.24765,250.66 将《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第1号——非经常性损益》中列举的非经常性损益项目界定为经常性损益项目的情况说明□适用√不适用 十、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2021年年度报告债务工具投资334,365,753.66326,842,986.53 -7,522,767.1311,532,536.44 合计334,365,753.66326,842,986.53 -7,522,767.1311,532,536.44 十一、非企业会计准则业绩指标说明□适用√不适用 第三节管理层讨论与分析一、经营情况讨论与分析2021年,尽管全球经济增长仍然受到诸多不利因素制约,但是新动能和新趋势已经初露峥嵘:全球范围内的新冠肺炎肆虐使得人们尽可能选择居家办公,采用视频和音频云会议,大大地增加对数据计算和存储芯片的需求。

  另一方面,5G移动终端渗透率持续提升、汽车电动化显著加速、物联网设备泛在智联、“碳中和”目标深入人心。

  这些新动能和新趋势,都依赖于半导体器件特别是集成电路产品增强性能、削减能耗并降低成本。

  因此,2021年全球半导体产业取得了远超经济整体增速的长足发展:根据世界半导体贸易统计协会(WSTS)2022年3月最新发布的数据,2021年全球半导体市场销售额达5,560亿美元,同比增长26.2%。

  公司扎根于分工严密的国际半导体供应链中,所处硅材料细分行业在整个半导体产业链上游,经营业绩与上述数据所呈现的半导体行业景气度高度相关。

  从产业链角度分析,公司的大直径硅材料产品,直接销售给日本、韩国等国的知名硅零部件厂商,后者的产品销售给国际知名刻蚀机设备厂商,例如美国泛林集团(Lam Research)和日本东电电子(Tokyo Electron Limited, TEL),并最终销售给三星、英特尔和台积电等国际知名集成电路制造厂商。

  根据上述国际主流刻蚀机设备厂商和集成电路制造厂商的公开披露财务数据,下游市场景气度持续提升,需求旺盛。

  在产品成本、良品率、参数一致性等关键指标上,公司继续提升其全球竞争优势。

  并在此基础上,及时地增加了大直径硅材料的产能规模,提高了对客户的稳定供货能力,面对市场机遇,公司还根据市场需求优化产品结构,利润率较高的16英寸及以上大直径硅材料销售收入进一步提升,对净利润增长有较大贡献。

  2021年全年,公司实现营业收入47,389万元,比去年同期增长146.69%;归属于上市公司股东的净利润21,844万元,比去年同期增长117.84%。

  2022年以来,手机等消费电子产品动能有所衰减,物联网和电动汽车所需芯片以及中高端模拟芯片的结构性供需矛盾依旧突出,射频芯片、电源管理芯片、微控制器需求依然旺盛。

  下游客户较高的开工率水平,对公司的稳定供货能力和产品的品质标准提出更高要求;更先进的制程工艺所需的与之匹配的高标准硅材料及硅零部件,对公司产品技术研发能力提出更大的挑战;全球半导体产业链的“本土化制造”浪潮,推动下游客户为确保供应稳定和成本可控,更积极地与公司在内的本土供应商合作。

  面对新的机遇和挑战,公司具体工作开展情况如下:2021年年度报告(一)国内外市场拓展大直径硅材料方面,公司根据下游市场需求不断优化产品结构,提升了利润率较高的16英寸及以上大直径产品占比,并开展22英寸半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关;硅零部件产品方面,国内12英寸集成电路制造产能的持续扩张,更多机台工艺进入成熟状态,硅零部件需求将随之增长,公司抓住机会推进了客户端的评估工作;半导体大尺寸硅片方面,公司的8英寸测试硅片已经通过了某些国内客户的评估认证,同时,8英寸轻掺低缺陷高阻硅片,正在客户端评估中,进展顺利,另外,公司完成了与国内主流客户在技术难度较高的8英寸硅片上的规格对接工作,并启动了后续的评估送样工作。

  (二)扩产计划根据公司下游硅零部件厂商和终端用户的需求来看,2021年大直径硅材料市场保持了高景气度。

  公司根据直接客户订单数量并结合行业的需求增速,及时地进行了产能的扩充;一方面保证产品稳定的交付能力,另一方面也为公司未来业绩增长奠定基础;硅零部件产品,根据送样评估进度,客户订单数量,公司适度的增加了装机数量,稳步地提高了产能规模;同时,公司规划了新的生产场所,按最大设计的装机能力来看,产能将处于全国领先地位;大尺寸硅片产品,公司8英寸轻掺低缺陷硅片的设备产能为月产5万片,报告期内,完成了前期的基本工艺稳定的目标,并配合客户端的评估进度,进行了小批量的生产;另外,订购了月产10万片的硅片加工设备,为客户评估之后的大批订单提前做好准备。

  (三)研发情况公司高度重视对产品研发的投入和自身研发综合实力的提升,公司通过构建科学合理的研发体系,使公司研发方向能够始终紧随行业前沿步伐,又能紧密贴合客户实际需求。

  目前公司已扎根于分工严密的国际半导体供应链中,并在相关细分领域形成了一定的优势。

  为应对晶体“大型化”的需求,报告期内,公司引入新型的长晶设备,同时优化热系统,对生产过程进行数字化升级,既提高了管理精细度,还优化了工艺方案,实现效能提升;此外,公司还不断优化包括晶体尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均匀性在内的一系列参数指标,为客户提供稳定的优质大直径硅材料。

  报告期内,公司研发团队还开展了22英寸以上半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关,取得了更多的热场优化试验数据,良品率继续提高,持续优化晶体各项理化指标所对应的工艺。

  为配合客户做下一代先进制程设备的零部件的研发工作,实现新机台的配套,公司开发了适用于12英寸等离子刻蚀机不同工艺的硅电极产品;集成电路制造厂家不断提高等离子体刻蚀工艺的精度标准,硅零部件的大尺寸化和加工精度也随之提高,公司的晶体材料质量和加工水平都能满足客户的需求。

  报告期内,公司扩大了硅零部件产能,进一步提高了从原材料到成品的技术生产衔接,加强了研发团队针对各种加工方法的反馈速度和反馈强度。

  (四)募投项目进展2021年年度报告公司通过对8英寸晶体生长和硅片加工工艺的研发,稳定工艺窗口,逐步掌握了对晶体内部缺陷的控制方法,可以持续稳定地满足客户对COP等晶体缺陷指标的苛刻要求。

  报造期内进行了小批量的生产,产量为8,000片/月,产品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。

  二、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说明(一)主要业务、主要产品或服务情况报告期内,公司克服新冠肺炎疫情带来的物流阻碍和上游原材料价格上涨乃至货物短缺等多方面的不利影响,继续保持了强劲的盈利能力。

  两大业务“硅零部件”和“半导体大尺寸硅片”,市场推广取得显著进展,初步在国产半导体供应链中占据有利位置,开始发挥独特作用;原有“大直径硅材料”业务,产品结构继续优化升级,利润率较高的16英寸及以上产品销售收入进一步提升,全球细分市场领先优势进一步巩固。

  主要情况分别说明如下:1)大直径硅材料这一业务板块的产品,按直径覆盖了从14英寸至22英寸所有规格,主要销售给日本、韩国等国的硅零部件加工厂,因此也可称之为“集成电路刻蚀用大直径硅材料”。

  该产品具有国际竞争力,在技术、品质、产能和市场占有率等方面处于世界领先水平,也是公司的主要营业收入来源。

  报告期内,公司大直径硅材料产品生产情况稳定,产能逐步提升中;产品结构继续优化升级,利润率较高的16英寸及以上产品收入占比进一步提升,从2020年度的23.75%上升至2021年度的26.32%,毛利率为75.82%,对公司整体净利润增长有较大贡献;公司在刻蚀用大直径硅材料市场的全球市占率,也在原有基础上得到稳步增加。

  2)硅零部件上述“大直径硅材料”,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,最终做成等离子刻蚀机用硅零部件。

  公司是具备“从晶体生长到硅电极成品”完整制造能力的一体化厂商,拥有全球领先的大直径硅材料晶体制造技术,是等离子刻蚀机设备厂家硅零部件产品的上游材料供应商。

  硅电极产品具有“品种多、批量小”的特点,具体产品消耗量依集成电路制造厂商的等离子刻蚀机种类、腔体结构、数量和具体制造工艺所决定,尺寸越大,设计要求越复杂的产品,对加工能力要求越高,毛利率相对越高。

  在为刻蚀设备厂家配套方面,公司继续加强与国内等离子刻蚀机设备制造厂商,中微公司和北方华创的合作,共同开发适配于不同机型的多种硅零部件产品;在终端集成电路制造厂国内客户方面,公司可以覆盖其使用中的绝大多数硅零部件规格,并已获得国内多家12英寸集成电路制造厂的送样评估机会,取得了小批量订单。

  3)半导体大尺寸硅片2021年年度报告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,致力于满足该产品的国内需求。

  轻掺低缺陷硅片主要用于低电压高性能电子产品,如手机等;而重掺硅片则用于高电压产品,如充电器、家用电器、交通设备、通信设备等。

  低压产品的设计线宽更小,对硅片内在缺陷的控制要求更高,且硅片表面一般不做或只做很薄的外延层。

  轻掺低缺陷抛光硅片可以应用于8英寸相对高端的产品制程,拥有较高的附加价值。

  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%。

  该款硅片目前市场价格相对较高,因销售地区、付款条件、客户策略等差异略有不同。

  报告期内,公司半导体级8英寸轻掺低缺陷抛光硅片完成了第一阶段月产能50,000片的设备安装调试工作,产线月打通,工艺趋向稳定,产能逐渐爬升。

  良率方面,公司成功完成半导体级轻掺低缺陷硅晶体生长的工艺研发,并持续提升晶体缺陷率控制能力;在当前试生产和为客户送样认证的情况下,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。

  评估认证方面,公司的8英寸测试硅片已经通过了某些国内客户的评估认证;同时,8英寸轻掺低缺陷高阻硅片,正在客户端评估中,进展顺利;另外,公司完成了与国内主流客户在技术难度较高的8英寸硅片上的规格对接工作,并启动了后续的评估送样工作。

  (二)主要经营模式公司主营业务为大直径硅材料、硅零部件、半导体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。

  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。

  3、销售模式2021年年度报告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。

  公司下游客户对大直径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)所处行业情况1.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2021年,半导体行业发展继续处于上行周期。

  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。

  根据世界半导体贸易统计协会(WSTS)2022年3月最新发布的数据,2021年全球半导体市场销售额达5,560亿美元,同比增长26.2%。

  2021年下半年以来,晶圆制造和封装的刚性供给无法满足快速增长的结构性市场需求,导致半导体行业的供给紧张。

  根据国际半导体设备和材料协会(SEMI)2022年2月公布的数据,2021年全球硅片总出货量为141.65亿平方英寸,比2020年同比增长14%,12英寸、8英寸及6英寸硅片全部面临强劲需求。

  在高需求的持续预期下,半导体行业仍处于上行周期,优质的国产半导体材料厂商有望受益于行业产能的扩张,迎来新的机遇。

  半导体级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,可以被制造成为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。

  其中芯片用硅晶体材料经加工制成的硅片,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。

  大直径硅材料加工制成的半导体等离子刻蚀设备用硅零部件,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,公司具备8英寸、12英寸半导体等离子刻蚀机用的硅零部件批量生产能力,已获得国内多家12英寸集成电路制造商的送样评估机会,并取得了某些客户的小批量订单;公司使用募投资金进入半导体大尺寸硅片领域,也进入小批量生产,并稳步推进在集成电路制造厂商的送样认证工作。

  2021年年度报告(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。

  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)大直径硅材料生长技术公司大直径硅材料产品尺寸主要为14-22英寸,主要销售给半导体等离子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集成电路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大直径硅材料纯度为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,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。

  2021年年度报告目前公司大直径硅材料已可满足先进制程集成电路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等离子刻蚀设备型号存在差异,刻蚀环节所用大直径硅材料的生产需要满足客户定制化的需求。

  报告期内,公司研发团队还开展了22英寸以上半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关,取得了更多的热场优化试验数据,良品率继续提高,持续优化晶体各项理化指标所对应的工艺;公司产品结构继续优化升级,利润率较高的16英寸及以上大直径硅材料销售收入进一步提升。

  16英寸及以上产品技术难度较高,从业厂商少,公司的良品率、成本及价格优势将更为明显。

  2)硅零部件加工技术大直径硅材料经过切片、研磨、钻孔、腐蚀、抛光、检验等多道精密加工步骤后可制成等离子刻蚀机用的硅零部件,如:上电极,硅片托环等。

  等离子刻蚀机的气体通过气体分配盘经由硅上电极的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,以满足等离子刻蚀机所需要的工艺条件。

  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,等离子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。

  例如,在进行表面、外形加工过程中,刀具与其接触过程中,极易造成微观层面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。

  然而,硅零部件中应用于集成电路高端制程中的上电极,往往需要加工上千个微孔。

  每个微孔的尺寸精度、位置精度等都有极高要求,甚至每个微孔内壁表面的保持一定程度的光滑度,以达到孔内壁不易产生异物污染的要求,同时,刻蚀气体经过每个微孔后,孔径内壁腐蚀变化程度也需要保证一致性,所以,上千个微孔的加工必须一气呵成,如果中间有异常,整个上电极就会成为不良品。

  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。

  报告期内,公司进行了“精密磨削替代研磨加工”的工艺改进,降低了材料成本,进一步提高了硅零部件产品的平面精度;硅零部件完成品清洗工艺优化取得阶段性进展,降低了表面颗粒度,为后续整体方案设计提供了重要的技术保障;公司开发的“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国际先进水平。

  公司目前的工艺积累已经较为领先,在为刻蚀设备厂家配套方面,公司继续加强与国内等离子刻蚀机设备制造厂商,中微公司和北方华创的合作,共同开发适配于不同机型的多种硅零部件产品;在终端集成电路制造厂国内客户方面,公司可以覆盖其使用中的绝大多数硅零部件规格,并已获得国内多家12英寸集成电路制造厂的送样评估机会,取得了小批量订单。

  3)半导体大尺寸硅片行业技术2021年年度报告半导体硅片是集成电路制造中的基础原材料。

  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,且随着工艺制程精度提升,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。

  半导体大尺寸硅片行业技术简单分类为半导体硅晶体材料生长技术及硅片加工技术。

  公司既有产品大直径硅材料,与8英寸半导体级大直径硅材料,由于两者应用场景不同,对具体技术参数指标的要求也不尽相同,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,即都是利用直拉单晶法生产,其工艺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。

  相比大直径硅材料,8英寸半导体级硅晶体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,研发水平已跃升至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产技术难关的阶段,上述两种大尺寸硅片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工艺中,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之处主要体现在,重掺硅片需在重掺硅晶体材料制成的衬底片表面上生长一层几十微米到一百多微米不等的外延层。

  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,针对200mm抛光片表面雾化现象的控制加工技术等。

  公司8英寸半导体级轻掺低缺陷大直径硅材料,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。

  当前2021年年度报告在50,000片/月的产能下试生产,产量为8,000片/月,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.公司所处的行业地位分析及其变化情况在大直径硅材料领域,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。

  目前公司已扎根于分工严密的国际半导体供应链中,大直径硅材料直接销售给日本、韩国等国的知名硅零部件厂商。

  后者的产品销售给国际知名刻蚀机设备厂商,例如美国泛林集团(Lam Research)和日本东电电子(Tokyo Electron Limited, TEL),并最终销售给三星和台积电等国际知名集成电路制造厂商。

  报告期内,公司研发团队开展了22英寸以上半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关,取得了更多的热场优化试验数据,良品率继续提高,持续优化晶体各项理化指标所对应的工艺;公司产能逐步提升中,产品在全球刻蚀机用大直径硅材料市场的市占率也在原有基础上得到稳步提升。

  在硅零部件领域,公司研发的核心技术“硅电极微深孔内壁抛光技术”和“脆性材料非标螺纹加工技术”已应用于批量生产中。

  报告期内,公司进行了“精密磨削替代研磨加工”的工艺改进,降低了材料成本,进一步提高了硅零部件产品的平面精度;硅零部件完成品清洗工艺优化取得阶段性进展,降低了表面颗粒度,为后续整体方案设计提供了重要的技术保障;公司开发的“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国际先进水平。

  目前,公司硅零部件产品能够适配国内集成电路制造厂商运行中的绝大多数品牌型号的等离子刻蚀机,并继续加强与国内等离子刻蚀机设备制造厂商中微公司和北方华创的合作,多种硅零部件产品;公司还获得国内多家12英寸集成电路制造商的送样评估机会,并取得了某些客户的小批量订单。

  公司硅电极产品的设计产能居全国领先地位,相信随着面向更多下游客户的更多规格产品得到评估通过,公司产能利用率和产销率会持续增加。

  在半导体大尺寸硅片领域,公司在8英寸半导体级硅晶体材料领域,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;报告期内,公司就“腐蚀、抛光等工序对硅片区域平坦度的影响”进行了更深入的研究和工艺优化,取得了一定成效。

  公司开发的“针对200mm抛光片表面雾化现象的控制加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先水平,获得业内专家的认可。

  当前在50,000片/月的产能下试生产,产量为8,000片/月,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。

  3.报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势(1)半导体产业周期的终端需求驱动因素呈“多样化”发展2021年年度报告报告期内,半导体技术的发展与新冠疫情所加速的数字化进程相辅相成,进一步增加了各类芯片产品在终端设备的用量。

  相比过去三十年相继围绕电视、个人电脑、智能手机等主流终端需求波动的半导体产业周期,当前终端需求呈现更明显的“多样化”发展。

  全球排名前列的集成电路代工厂商所汇集的下游需求,呈现出较强的“多样化”变革:台湾积体电路制造股份有限公司(台积电,TSMC)2021年第四季度营运报告显示,2021年全年消费电子产品和手机相关营收仅同比增长2%和8%,高性能计算、物联网、汽车相关营收则同比增长高达34%、21%、51%。

  (2)终端需求变化导致上游结构性产能缺口报告期内,全球半导体市场的8英寸与12英寸产能、先进制程与成熟制程、本地市场与国外市场,呈现出阶段性、结构性的产能缺口。

  中芯国际宣称2022年等效8英寸产能增长预计在13万-15万片/月;华虹半导体将加快推进12英寸生产线K的扩产,预计将于第四季度逐步释放产能。

  (3)芯片制程日趋缩小对刻蚀工艺和大直径硅制造技术提出更高要求当前国际先进芯片制程已从10nm阶段向7nm、5nm方向发展,然而先进芯片加工使用的浸没式光刻机受到波长限制,需结合刻蚀和薄膜设备,采用多重模板工艺,意味着一定数量的晶圆制造需要执行更多精细的刻蚀工艺步骤,需要消耗更多的硅零部件,亦带动了半导体级大直径硅材料市场需求的增长;随着半导体加工制程不断进步,12英寸集成电路产品的设计线nm,因此沟槽也相应变窄,需要更高的刻蚀精度。

  更高的刻蚀精度,对12英寸硅片表面的温度、刻蚀气体浓度、材料性质提出更高的均匀性要求。

  采用更大的腔体和更大的上电极、下电极,更容易确保12英寸硅片面内各项工艺对均匀性的要求。

  随着以上技术工艺发展,更大尺寸的硅电极及其所需的上游材料——更大直径的大直径硅材料(16英寸及以上)的需求也将随之增加。

  一方面,热场整体尺寸变大,热场材料和设备成本更高,且设计合适的热场需要长期持续试验及工艺优化;另一方面,固液共存界面形状、晶体成长速率、旋转速率等生产参数的动态控制难度也会进一步提升。

  公司主营产品中的硅零部件,如:硅上电极,是晶圆刻蚀环节必需的核心耗材,主要应用于等离子刻蚀设备的反应腔中,气体经由硅上电极表面的微孔进入刻蚀机腔体中,形成等离子状态,对晶圆表面进行刻蚀。

  因此,硅上电极的直径大于晶圆直径,主流12英寸硅片对应的刻蚀用大直径硅材料的直径通常大于14英寸,最大可达19英寸。

  就市场参与者来看,全球范围内,除Coorstek等少数海外厂商可以实现大直径硅材料自产自用外,鲜有厂商具备大直径硅材料规模化制造技术优势和成本优势,所以,已经具备丰富产业经验和深厚技术积累的企业有望持续领先。

  2021年年度报告(4)硅零部件和半导体大尺寸硅片产品受益于国内需求增长硅零部件搭配等离子刻蚀设备使用,定制化属性较高,不同型号的等离子刻蚀设备的适配的零部件设计等都有较大的不同。

  但是,随着集成制造厂商设备调试稳定,工艺成熟之后,从供应安全性、成本、售后服务等几方面考虑,会评估新的硅零部件制造商。

  尽管刻蚀设备行业目前仍由海外厂商主导,但随着国产刻蚀设备和芯片供应链日趋自主可控,国产刻蚀设备的市场份额有望增加。

  目前国际半导体供应链紧张,个别下游客户向海外厂商订购的硅电极产品交货周期从过去的4-5个月,延长至目前最多8个月左右。

  考虑到供应链稳定性,国内下游客户对公司产品的评估意愿有所增强;另外,随着国内12英寸集成电路制造产能的持续扩张,更多机台工艺进入成熟状态,硅零部件需求将随之增长。

  在半导体大尺寸硅片供应端,国内市场主要依赖海外供应商的产品,海外主流硅片厂商新增产能主要集中于12英寸产品,8英寸产品产能保持不变甚至减少,而在国内厂商持续扩产8英寸制程产品的情况下,8英寸轻掺低缺陷硅片产品供需关系更加紧张,这将给公司带来更多的市场机会。

  (四)核心技术与研发进展1.核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况1.大直径硅材料。

  报告期内,公司研发团队还开展了22英寸单晶及22-26英寸半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关,取得了更多的热场优化试验数据,良品率继续提高,持续优化晶体各项理化指标所对应的工艺。

  同时,为应对国际国内日益增长的庞大需求,公司及时地对主要生产设备进行针对性升级改造,持续优化投料方法,不仅缩短了生产时间,还降低了制造成本,从而实现成品率和产量的不断提升。

  为应对晶体“大型化”的需求,公司引入新型长晶设备,同时优化热系统,对生产过程进行数字化升级,既提高了管理精细度,还优化了工艺方案,实现效能提升;此外,公司还不断优化包括晶体尺寸、缺陷密度、元素含量、元素分布均匀性在内的一系列参数指标,为客户提供稳定的优质大直径硅材料。

  公司针对脆性材料的加工,逐步开发出了低损伤的高速钻微孔技术,即采用高速机械钻孔技术,对大深径比的微孔进行加工,既提高了加工精度,又极大地减少孔内壁的损伤层,从而改善了产品质量。

  同时,为了应对等离子刻蚀机厂家的技术升级,公司开发了适用于12英寸等离子刻蚀机不同工艺的硅电极产品。

  集成电路制造厂家不断提高等离子体刻蚀工艺的精度标准,硅零部件的大尺寸化和加工精度也随之提高,公司的晶体材料质量和加工水平都能满足客户的需求。

  报告期内,公司进一步提高了从原材料到成品的技术生产衔接,加强了研发团队针对各种加工方法的反馈速度和反馈强度。

  公司研发的技术“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先、国际先进水平,获得业内专家的认可。

  公司通过对8英寸晶体生长和硅片加工工艺的研发,稳定了工艺窗口,全面掌握了对晶体内部缺陷的控制方法,可以持续稳定地满足客户对COP等指标的苛刻要求。

  半导体硅片制造的技术重点包括晶体原生缺陷、表面金属含量、体金属含量、区域平坦度,厚度、翘曲度、弯曲度、表面颗粒等参数的控制。

  报告期内,公司已掌握了包含8英寸半导体抛光硅片在内的半导体抛光硅片制造的核心技术,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。

  针对超高平坦硅片常见的表面雾化问题,公司开发的“针对200mm抛光片表面雾化现象的控制加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先水平,获得业内专家的认可。

  公司于2021年1月完成产线打通后,逐步完善了各工艺环节,优化了产线整体连接,持续探索各工艺方向的可能性并积累技术储备。

  公司掌握的核心技术情况如下:序号核心技术技术优势1 无磁场大直径单晶硅制造技术随着晶体直径的增加,生产用坩埚直径将增大,生产过程中热场的不均匀性及硅熔液的对流情况也越明显,导致部分硅原子排列呈现不规则性,进而形成更多的晶体缺陷,造成良品率下降。

  公司通过有限元热场模拟分析技术,根据产品技术要求开发相应的热场及匹配工艺,无需借助强磁场系统抑制对流,实现了无磁场环境下大直径单晶硅的制造,有效降低了单位成本2 固液共存界面控制技术固液共存界面指晶体生长时的固态晶体与液态硅液接触的界面形状,是硅单晶体生长的核心区域。

  由于晶体生长本质上属于原子层面的排列变化,因此固液共存界面的微小变化均会对晶体生长质量产生重大影响。

  晶体生长的不同阶段需要差异化的界面控制方法以保证形成合适的固液共存界面状态,最终实现产品较高的良品率和参数一致性水平。

  公司拥有的固液共存界面控制技术确保晶体生长不同阶段均能保持合适的固液共存界面,大幅提高了晶体制造效率和良品率。

  3 热场尺寸优化工艺对于大部分市场参与者,利用直拉法进行拉晶的过程中,成品晶体直径与热场直径比通常不超过0.5。

  公司通过多年持续的研发试验,逐步提升了热场设计能力并实现了热场尺寸的优化。

  目前公司成品晶体直径与热场直径比已提高到0.6-0.7的技术水平,已实现使用28英寸石英坩埚完成19英寸晶体的量产,有效降低了生产投入成本。

  4 多晶硅投料优化工艺多晶硅投料优化工艺包括两大技术方向:一是多晶硅原材料与回收料配比投入:;二是单位炉次投料量单炉次投料数量受坩埚大小、热场尺寸、产品型号等因素限制,投料数量的增加依赖工艺的改进和优化。

  在保证高良品率的前提下,公司实现了多晶硅原材料与回收料配比投入并量产,同时实现了单位炉次投料量及良品产量不断增长。

  2021年年度报告序号核心技术技术优势5 电阻率精准控制技术P型单晶硅棒电阻率控制是通过将硼系列合金掺入硅熔液中实现。

  公司通过掺杂剂的标定方法、掺杂剂在硅溶液中的扩散计算方法、目标电阻的设定方式实现了产品电阻率的精准控制。

  6引晶技术通过控制晶体颈部的直径及长度等参数,快速排除晶体面缺陷和线缺陷,减少晶体位错,从而提高一次引晶的成功率。

  7 点缺陷密度控制技术轻掺晶体中容易产生晶体原生颗粒等点缺陷,导致单晶硅不能用于微小设计线宽的集成电路制造,减少或消除晶体点缺陷是开发先进制程硅片的前提,公司已实现在无磁场环境下利用点缺陷密度控制技术控制并有效降低点缺陷密度。

  8热系统封闭技术热系统是为晶体生长提供保障的关键部件,针对热场内部的石墨部件损耗,开发出该方案。

  9 晶体生长稳态化控制技术基于理论和实践结果,生长状态保持稳定,有利于获得更高品质的晶体。

  在晶体生长过程中,通过对热系统的配置、工艺参数控制,保持均匀的原子排列速度,使晶体的生长处于稳定状态。

  10 多段晶体电阻率区间控制技术由于掺杂剂的物理偏析特性,晶体的电阻率从头部到尾部是连续变化的。

  11 硅片表面微观线性损伤控制技术硅片抛光过程难免出现一些小划痕,从而降低良品率。

  在抛光工序中,通过系统性的工艺改良,大大减少划痕的出现概率,提高良品率。

  12 低酸量硅片表面清洗技术对于去除硅片表面的重金属污染,传统方法是使用浓度较高的酸混合液。

  通过改良清洗配方,降低酸的使用量,达到同样的去除金属效果,并降低了制造成本。

  13 线切割过程中硅片翘曲度的稳定性控制技术通过对线切割过程中张力、砂浆配比、砂浆温度等参数进行优化调整,有针对性地调整局部参数,系统性保障线切割过程的稳定性,有效控制硅片的翘曲度。

  14 硅电极微深孔内壁加工技术硅电极产品制作过程中需要打通近千个微小深孔,为了减少刻蚀过程中的微小颗粒物数量,必须对其内表面进行抛光工艺处理,达到无毛刺、表面洁净的效果。

  15 脆性材料非标螺纹加工技术不同厂商的等离子刻蚀机,有不同规格的螺纹孔。

  公司通过对硅这种脆性材料的深入研究,开发出一系列的加工工艺,可以制作各种规格的螺纹,并且能够保证螺纹的完整性和强度。

  16 直拉法晶格间应力释放技术对8英寸晶体内晶格间的应力进行有效释放,降低晶体缺陷。

  晶格间的应力,影响晶体最终的缺陷形态,因此,硅原子相变过程中,通过外部工艺施加影响,逐步释放这部分能量,降低缺陷的产生。

  2021年年度报告序号核心技术技术优势17 热处理衍生缺陷控制技术在8英寸晶体的生长过程中,通过控制晶体中的氧浓度,以及适当增加异种元素浓度等工艺来控制氧化合物析出,以在合适水平控制热处理衍生缺陷的技术。

  18 8英寸晶体电阻控制技术IC制造厂商根据使用方向的不同,对硅片的电阻率偏差要求不同。

  而晶体生长过程中,由于偏析现象,晶体各部位的电阻率不同,头尾电阻率比值较大。

  19 抛光硅片表面雾化现象控制技术针对200mm抛光片雾化现象,公司综合硅片平坦度、表面粗糙度控制等技术,结合特定的表面清洗工艺有效控制硅片表面颗粒粘附、边缘崩塌等问题,控制抛光加工中的一些关键技术,极大改善和提升硅片表面平坦度。

  20 单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术针对单晶硅、多晶硅材料的细微深孔加工:通过改一系列精密工艺,保证了细微深孔圆度;研发出特制工具和装置,并通过改变转速、单次啄钻深度、进给速度等参数,提高了细微深孔深度加工能力及精度;同时采用更细密的磨削砂轮,降低表面粗糙度,精确控制表面各点磨削去除量,发明了改善端面铣削进退刀痕迹的加工方法,达到了外观修整的目的。

  国家科学技术奖项获奖情况□适用√不适用 国家级专精特新“小巨人”企业、制造业“单项冠军”认定情况√适用□不适用 认定称号认定年度产品名称国家级专精特新“小巨人”企业2021年度半导体单晶硅、大尺寸硅片及零部件2.报告期内获得的研发成果公司持续加强在“硅零部件”和“大尺寸半导体硅片”两大类产品的研发投入,报告期内取得的研发成果包括:1.“精密磨削替代研磨加工”的工艺改进取得阶段性进展。

  即通过理论计算和实际加工,精确控制刀具移动位置,在可控范围内实现高精度低误差。

  降低了材料成本,进一步提高了硅零部件产品的平面精度;2.硅零部件完成品清洗工艺优化取得阶段性进展。

  在硅零部件加工过程中,公司已经取得“硅电极微深孔内壁加工技术”和“脆性材料非标螺纹加工技术”。

  为进一步降低硅电极微孔及非标螺纹孔内壁加工后成品的表面颗粒数量,公司重新设计并优化硅零部件的清洗工艺,降低了表面颗粒度,为后续整体方案设计提供了重要的技术保障。

  公司开发的“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先、国际先进水平;2021年年度报告3.公司半导体级8英寸抛光片生产建设项目有序进行,工艺实验持续推进,就“腐蚀、抛光等工序对硅片区域平坦度的影响”进行了更深入的研究和工艺优化。

  公司开发的“针对200mm抛光片表面雾化现象的控制加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先水平,获得业内专家的认可。

  报告期内获得的知识产权列表本年新增累计数量申请数(个)获得数(个)申请数(个)获得数(个) 发明专利71144 实用新型专利23155741 外观设计专利 软件著作权 其他 合计30167145 3.研发投入情况表单位:元本年度上年度变化幅度(%) 费用化研发投入34,971,136.3817,901,051.1195.36 资本化研发投入 研发投入合计34,971,136.3817,901,051.1195.36 研发投入总额占营业收入比例(%) 7.389.32 -1.94 研发投入资本化的比重(%) 研发投入总额较上年发生重大变化的原因√适用□不适用 研发投入同比上升95.36%,主要系公司持续增强研发投入特别是半导体级8英寸轻掺低缺陷抛光硅片项目,扩张研发团队规模,加强研发活动,投入研发费用较上年同期有较大增幅。

  研发投入资本化的比重大幅变动的原因及其合理性说明□适用√不适用 2021年年度报告4.在研项目情况√适用□不适用 单位:万元序号项目名称预计总投资规模本期投入金额累计投入金额进展或阶段性成果拟达到目标技术水平具体应用前景1 8英寸低缺陷率单晶硅研发项目800.00312.61640.34 达到预期目标。

  可以实现批量生产实现8英寸低缺陷率大直径硅材料的规模化生产国内先进8英寸芯片用硅片,主要用于集成电路加工的基底材料2 12英寸低缺陷率单晶硅研发项目800.00122.33597.25 本项目针对12寸晶体的研发工艺和环境进行了测试,已经掌握12寸晶体的生长特点实现12英寸低缺陷率大直径硅材料的规模化生产国内先进12英寸芯片用硅片,主要用于集成电路加工的基底材料3 多晶硅材料基本工艺研发200.00244.65244.65 初步实现晶体生长的动态变化规律,有针对性地改善晶体生长工艺条件固化24英寸半导体级多晶硅材料的生长工艺国内先进12英寸集成电路刻蚀用硅部件,主要用于制作先进工艺制程或深孔刻蚀工艺的刻蚀机设备上showerhead配套的外卡环(TOP grand ring)的半导体级多晶材料4 基于酸腐蚀的硅片平坦度研究2,000.00971.31971.31 通过工艺优化创新,可明显改善因酸腐蚀导致的硅片边缘塌边,批量测试酸腐蚀后的抛光片,平坦度有明显改善在现有平坦度基础上优化,使平坦度提高20% 国内先进8英寸芯片先进制程的基础材料5 抛光后局部平坦度优化2,000.00947.03947.03 优化抛光垫使用时间,调整硅片粘贴压力和粘贴转速。

  此工艺以在产线使用在现有平坦度基础上优化,使平坦度提高20% 国内先进8英寸高端芯片的基底材料2021年年度报告30 / 215 6 硅片表面颗粒清洗工艺优化1,500.00509.94509.94 在SC-1清洗中增加表面活性剂,进一步提升颗粒清洗能力,已通过批量试验测试在现有颗粒基础上,颗粒数量减少10% 国内先进8英寸高端芯片的基底材料7 精密磨削替代研磨加工的工艺改进150.00107.29107.29 1.设备已经投入现场使用;2.目前磨削的产品平面度可以保证0.005mm,平行度0.01mm,产品尺寸精度完全符合我司产品要求;3.在保证产品满足使用要求的前提下,为了保证加工效率,目前加工的产品表面粗糙度控制在在Ra0.5-Ra0.6,若需提升至Ra0.4-Ra0.2,我司会采用特制的磨削工具完成,可以保证通过精密磨削的方式,将表面粗糙度精确控制在客户要求的目标即:Ra0.4-0.2,保证产品平面度在0.005mm内,平行度在0.01mm以内国内先进集成电路刻蚀用高精密硅部件、石英部件等8 硅部件完成品清洗工艺优化100.0071.5371.53 1.设备目前在供应商处制造,待我司新建净化车间投入使用后,设备进行安装调试;2.经我司技术部门开发研讨,为保证清洗效率、降低人为污染的概率并减缓操作者劳动强度,本批引进设备改造升级成为自动化清洗线通过调整清洗机内各槽的清洗顺序,增加零件在不同槽内的多段位移运动,开发硅部件产品清洗的新方案,同时辅以新开发的预清洗机台共同配合,以完成硅部件内微小气孔及表面的彻底洗净,有效降低了残存颗粒物,满足高端客户需求。

  国内先进集成电路刻蚀用高精密硅部件、石英部件等2021年年度报告31 / 215 9 硅部件安装孔的加工基本工艺研发100.00210.42210.42 改善安装孔和刻蚀的工艺流程,进一步提高加工精度和产品成品率。

  已取得阶段性成果,正在客户端验证工艺将螺纹加工及吊装孔加工工艺稳定固化,减少崩边及破损概率。

  加工效率得以提升国内先进集成电路制造环节中干法刻蚀机中的硅部件合计/ 7,650.003,497.114,299.76 / / / / 情况说明无2021年年度报告5.研发人员情况单位:万元 币种:人民币基本情况本期数上期数公司研发人员的数量(人) 7543 研发人员数量占公司总人数的比例(%) 20.6020.57 研发人员薪酬合计1,023.80584.13 研发人员平均薪酬13.6513.58 研发人员学历结构学历结构类别学历结构人数博士研究生1 硕士研究生6 本科29 专科19 高中及以下20 研发人员年龄结构年龄结构类别年龄结构人数30岁以下(不含30岁) 24 30-40岁(含30岁,不含40岁) 36 40-50岁(含40岁,不含50岁) 7 50-60岁(含50岁,不含60岁) 4 60岁及以上4 研发人员构成发生重大变化的原因及对公司未来发展的影响□适用√不适用 6.其他说明□适用√不适用 三、报告期内核心竞争力分析(一)核心竞争力分析√适用□不适用 经过多年积累,公司形成了较强的技术、质量、客户、销售服务、细分行业方面的领先优势,具体如下:(1)技术优势自成立以来,公司一直专注于大直径硅材料及其应用产品的研发、生产与销售,突破并优化了多项关键技术,构建了较高的技术壁垒。

  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,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。

  报告期内,公司研发团队还开展了22英寸以上半导体硅零部件所需多晶质材料的工艺攻关,取得了更多的热场优化试验数据,良品率继续提高,持续优化晶体各项理化指标所对应的工艺。

  2021年年度报告报告期内,公司研发的技术“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评价,达到国内领先,国际先进水平,获得业内专家的认可;公司目前的硅零部件工艺积累已经较为领先,能够适配国内集成电路制造厂商运行中的绝大多数品牌型号的等离子刻蚀机,并继续加强与国内等离子刻蚀机设备制造厂商中微公司和北方华创的合作,共同开发多种等离子刻蚀机的硅零部件产品。

  公司通过对8英寸半导体轻掺低缺陷晶体生长工艺的研发,稳定了工艺窗口,全面掌握了对晶体内部缺陷的控制方法,可以持续稳定地满足客户对COP等指标的苛刻要求;同时,公司已掌握了包含8英寸半导体级抛光硅片在内的半导体抛光硅片生产加工核心技术;当前在50,000片/月的产能下试生产,产量为8,000片/月,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)质量优势目前公司已经建立符合国际标准的质量控制和品质保证体系,并严格按照ISO 9001质量管理体系认证的相关标准,在产品设计开发、原材料采购、产品生产、出入库检验、销售服务等过程中严格实施标准化管理和控制,实施精益生产,使产品质量得到巩固和提升。

  另外,公司在通过艰苦的努力,规范和提高生产各个环节的标准化,力争早日通过IATF16949认证,为产品在汽车行业的应用开辟通道。

  (3)客户优势公司下游客户对合格供应商的认证程序十分严格,通过客户的供应商认证周期较长,认证程序复杂。

  凭借较高良品率和参数一致性水平、持续稳定的产品供应能力,公司已通过众多国际领先客户的合格认证,在集成电路刻蚀用的大直径硅材料领域树立了良好的口碑,并与多家海外客户建立了稳固的商业合作伙伴关系。

  报告期内,公司加强了与国内等离子刻蚀机设备制造商中微公司和北方华创的合作,共同开发适配于等离子刻蚀机的硅零部件产品;公司硅零部件产品的覆盖范围比较广,能够适配国内集成电路制造厂商使用中的绝大多数品牌型号的等离子刻蚀机,已获得国内多家12英寸集成电路制造商的送样评估机会,并取得了某些客户的小批量订单;半导体大尺寸硅片的客户群体与公司硅零部件产品的终端客户群体属于同类客户,公司可以利用在硅零部件市场开拓的客户资源,快速的推进大尺寸硅片的客户接洽工作。

  (4)销售服务优势公司建立了系统的销售服务体系,成立了由管理层负责的专业销售团队。

  通过定期及不定期拜访客户,公司能够快速、准确地理解客户的个性化需求,并及时获取行业技术发展动态及市场信息。

  公司在客户需求的响应速度、产品供货速度、持续服务能力等方面均表现良好,形成了销售服务优势。

  (5)细分行业领先优势公司自成立以来一直专注于大直径硅材料及其应用产品的生产、研发及销售。

  凭借多年的积累和布局,公司在大直径硅材料领域继续保持领先地位,掌握了22英寸及以下尺寸晶体的所有2021年年度报告技术工艺,可以实现规模化量产;在硅零部件领域,公司是具备“从晶体生长到硅电极成品”完整制造能力的一体化厂商。

  报告期内,公司开发的“单晶硅及多晶硅材料细微深孔加工技术”经过科技成果评。

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