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日韩贸易冲突升级,神工股份等本土半导体材料企业迎发展机遇

专栏号作者 号外 / 砍柴网 / 2019-09-20 21:27
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科技自媒体 / 北京号外

自7月开始,日本、韩国之间发生贸易摩擦,日本对韩国加强管制氟聚酰亚胺、光刻胶和氟化氢3项关键半导体材料出口,三星等全球领先的晶圆大厂仅能依靠现有库存支撑几个月,如果后续得不到解决,甚至只能全面停产。

有韩国半导体专家表示,"日本限制对韩国出口材料,是为阻止韩国扩张'半导体'优势而采取的'斩首行动'"。在此背景下,日本、韩国之间相对稳定的产业链关系从此改变,一些日韩企业已经开始将目光投向中国。

从科创板申报企业来看,截至目前,科创板中半导体及相关电子行业企业总数已经超过25家,覆盖上下游产业链主要环节,其中,神工半导体主要客户均来自日韩,或将迎来新的发展机遇。

"缺一不可"的半导体产业链:硅电极纯度直接影响芯片良率

据了解,半导体行业产业链极为严密,产业链上的供应商众多,但均有其独特的地位。目前而言,没有任何一个国家可以完全掌握半导体行业的全产业链。整体上,美国和日本掌握了设备和材料的上游产业链,因此对行业的控制性较强。

据招股书,神工半导体主要产品为大尺寸高纯度半导体级单晶硅材料,是集成电路制造的基础材料,目前主要应用于加工制成半导体级单晶硅部件,是晶圆制造刻蚀环节所必需的核心耗材。

经过多年发展,神工半导体已成功进入国际先进半导体材料产业链体系,已可满足7nm先进制程芯片制造刻蚀环节对硅材料的工艺要求。因此,业内普遍将其归类为半导体产业链上游硅材料供应商。

科创板半导体企业分布(部分) 资料来源:公开资料,资本帮研究院

进一步来看,以集成电路芯片生产所需的各类设备销售额推算,晶圆制造设备为主体占比81%,而在晶圆制造设备中,光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为核心设备,大约分别占晶圆制造环节设备成本的24%、24%、18%。

神工半导体核心产品经机械加工制成的单晶硅电极,是刻蚀机的核心部件之一,在集成电路刻蚀环节直接与硅片同时处于刻蚀设备腔体,并随着刻蚀逐步消耗,如果硅电极纯度不达标,其在高温腔体内可能会污染硅片,直接影响芯片的良率。因此,刻蚀用单晶硅材料在材料纯度等方面和芯片材料趋于一致,具有较高的等级要求。按半导体行业标准来讲,硅单晶材料除硅片外,刻蚀机电极也需要达到半导体级别的纯度标准。

因此,刻蚀机电极与光刻胶类似,属于半导体行业制程中大量应用,同时持续消耗的主流半导体材料,如神工半导体与安集科技(主营业务为化学机械抛光液和光刻胶去除剂,主要应用于集成电路制造和先进封装领域)尽管都不直接生产硅晶圆,但都属于半导体材料供应商。

神工半导体通过严苛认证 成为国内"唯一"

工艺方面,除前述硅电极纯度对芯片良率的影响外,随着近几年最先进的集成电路设计线宽的缩小,对于刻蚀沟槽的精度要求逐步提高,对12英寸硅片面内的芯片质量均匀性提出了更高的要求。因此,硅单晶电极不仅要在纯度上达到半导体级(11个9),同时还需要增大尺寸,最大直径要求达到19英寸。

据招股书,神工半导体生产的半导体级单晶硅材料尺寸范围覆盖8英寸至19英寸,其中14英寸以上产品占比超过90%,公司主要客户包括三菱材料、SK化学、CoorsTek、Hana等全球顶尖的半导体材料加工商。

业内人士介绍,对半导体级高纯度(11个9)的单晶硅生产而言,直径的增加,在三维的物理尺寸上是10^3方的增加,热场均匀性控制,晶体缺陷率和电阻率的控制难度极大,大尺寸生产对应的难度也是几何级的增加。(这也是国内到现在为止也仅能少部分做一些8寸片而做不出12寸片的核心原因之一。)

整体而言,晶体直径越大,良品率越低,成本越高。因此,高成品率、稳定产出大尺寸半导体级别的单晶硅材料在工艺上要求高、难度大。

目前,国内除神工半导体外暂无其他竞争者能够成功高良率量产上述高纯度大尺寸的单晶硅,国际上也仅有少部分厂家能够达到同类技术水平。

也正因此,神工半导体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,通过众多国际领先客户的合格认证,在半导体级单晶硅材料领域树立了良好的口碑,并与多家客户建立了稳固的商业合作伙伴关系。

目前,在芯片的生产的流程中,每一个机器使用的零件供应商,每一步使用原材料的供应商,均通过严格指定认证,基于保证产品质量的持续性、控制成本等方面的考虑,客户一般不会轻易更换供应商。如果有需要更换,则需要经过严格而又漫长的认证过程,以确保新的原材料对工艺、良率以及产品可靠性的影响,即市场新进入者面临较高的供应商认证壁垒。

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