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半导体国产之路不在一朝一夕整个产业链上的企业都任重道远

2020-06-01 16:16:52来源：TechWeb

不管是近在眼前的手机电脑，还是远在天外的卫星火箭;不管是小巧别致的电子手表，还是巨型厚重的战舰坦克。人类活动已经离不开半导体。

最广为人知的半导体就是芯片，而中国芯片高度依赖进口，这与我国作为全球最大的半导体消费市场形成矛盾。近年来，中国半导体行业迎来爆发，也造就了上下游行业的春天。

这其中，正帆科技向半导体行业提供标准的工艺环境解决方案，已成为业内少数能实现全流程服务的领先企业。但其“野心”不止步于此，面对泛半导体行业巨量市场空间，它力图构建自身产业链生态，目光锁定高纯特种气体生产，底气何在?

芯片国产不可或缺

中国半导体产业目标是：到2020年能生产40%的自研半导体器材;到2025年达到70%。芯片国产是重中之重。

芯片生产主要在晶圆厂中进行：

“将硅粉研磨成细末，将细末在1400℃的熔炉中熔化并制成圆柱形锭，然后将它们切成薄片，最终得到的产品称为晶圆，晶圆切割的过程就像黄瓜切片一样。最终，几十个矩形电路被刻印在工厂流水线中的每个晶圆上，从晶圆厂，芯片开始进入地球之旅”。

BBC纪录片神作——《半导体如何改变世界》用精良的画面描绘了芯片诞生的美妙历程。

大陆晶圆建厂大潮正在来临。机构预计，2017年到2020年全球将新建62座晶圆厂，而中国大陆将占26座，整体投资额占全球42%。此外，晶圆正在向更大尺寸发展，要求工艺技术快速升级。

半导体产业链热火朝天，新建厂房并升级生产线，纵向上会带来巨额的设备和原料采购需求，横向上则会带动为厂房服务的行业。例如，工艺介质供应系统行业。

那么，何为工艺介质?何为工艺介质供应系统?

工艺介质其实是在原始晶圆片上掺入的“杂质”。半导体得以广泛运用，主要是因为其导电性受掺杂、温度和光照的影响显著。调节“杂质”类型和纯度，就可以使晶圆达到不同的导电性能。

有趣的是，这些“杂质”本身很纯净。例如半导体生产中常用工艺介质有：超纯水、高纯特种气体、高纯化学品等。

一方面，高纯介质极易被污染，所以必须严格控制车间温度、湿度和洁净度;

另一方面，制作芯片的晶圆规格只有8英寸到12英寸，在1000倍显微镜下，芯片电路排布宛如城市鸟瞰图。制作工艺如此精细，对工艺环境要求极其严苛，即使是一颗小灰尘都可能毁掉错综复杂的电路。

这就不难理解工艺介质供应系统的重要性了。它像是生产车间的“管道工”：前端可以连接水、气体等的存储设备，后端可以连接工艺生产设备，将水、气体等输送到车间的各个工作点;也像是“环卫工”：水、气体等运输和使用过程中，需要确保它们不被污染。

严控微污染打入中芯国际

对于半导体生产而言，“管道工”和“环卫工”不可或缺，许多企业以此作为立业之本。

目前国内“管道工”和“环卫工”队伍大多规模小、经验匮乏，不具备提供完整解决方案的能力。在下游广阔市场需求的刺激下，必将出现行业龙头一统江湖，其中正帆科技技术优势明显，或可勇立潮头。

水、气体等工艺介质的“污染物”实际上都很微量，像是灰尘颗粒物、空气中的水蒸气甚至微生物，可以说是无处不在，防不胜防。这些“污染物”还会损伤精密仪器、破坏半导体导电性，如何“治污”，对技术提出了极大考验。

而正帆科技核心技术之一——介质供应系统微污染控制技术，做到了严格控制微污染物。例如，公司自主开发的吹扫系统，在传统配置基础上增加缓冲罐，缓冲罐具有加热功能，能更快速去除气体中的水分。

和普通治理污染一样，控制微污染物也需要从污染源头到最终检测达标环环相扣。正帆科技制定出独家的《标准作业程序》，覆盖每项工艺步骤，列示关键工序的图文流程、注意事项及常见问题解决方法，确保了介质供应系统的高标准、优品质。

得益于高超技术和卓越品质，正帆科技在行业树立了良好口碑。成功对接了中芯国际、京东方等国内知名客户，三星半导体、德州仪器等国际品牌客户，其气体供应系统成功打入了中芯国际14纳米制程Fab厂的供应系统。

立业十多年，正帆科技已覆盖工艺介质供应系统全流程服务，成为了业内屈指可数的企业。不过，它并非没有竞争对手，目前A股市场上有一家正在加速布局半导体清洗设备的企业——至纯科技(603690)，其主营业务正是工艺介质供应系统。

两者角逐十分精彩，至纯科技入行时间略早于正帆科技，且有资本力量加持，但是对比近三年财务数据可以发现，两者总资产实力不相上下，但是近年来正帆科技营业收入大幅领先至纯科技。2019年，正帆科技工艺介质供应系统收入达10.3亿人民币，占主营业务收入87%;而至纯科技该项业务收入仅7.2亿，占主营业务收入73%。

一方面至纯科技近年来正适当降低工艺介质系统业务营收增速，大力投入清洗设备研发和生产;另一方面也不难看出正帆科技后来居上，压制前者。两家公司都显示出对半导体行业迎来黄金发展期的信心，准备大展拳脚，正帆科技若能进军科创板，资本劣势即能消减，实现“潮平两岸阔，风正一帆悬”。

争上游加码特种气体

与至纯科技酣战之际，它并未忽视构建自身产业链生态，形成差异化优势。不同于至纯科技向下游扩展清洗设备，正帆科技选择向上游进军，生产高纯特种气体。

一来，工艺介质系统业务的客户群体，与高纯特种气体客户群体高度重合，借助原有客户资源和品牌口碑，可以实现业务协同，节约市场开拓成本，加固客户合作关系;

二来，正帆科技早在2015年就已前瞻性地布局了高纯特种气体制备的核心技术，2019 年被中国电子材料行业协会评为“第三届中国电子材料行业电子化工材料专业十强企业”。

半导体国产福音还在继续，正帆科技看到了要害所在。

半导体生产缺少不了“一口气”——特种气体，它被称为我国电子工业的“粮食”。然而，我国特种气体产业同样严重依赖进口，实现国产替代呼声日高。

根据智研咨询统计，2018年我国特种气体工业行业销售收入约584.4亿元，其中电子气体行业销售规模约132.8亿元，占比22.72%。机构预测，2019-2024年中国特种气体市场增速可达12%左右，2024年市场规模将约为1087亿元，保守预计约为915亿元。

市场前景积极向好，但现实中特种气体生产企业却乐观不起来。

特种气体高端领域一直由外资占据，国内特种气体企业规模小、资金不足、技术水平低，出现了产能重置、同质化问题，市场一度陷入低价竞争的恶性循环。

正帆科技就深受其害。尽管它自主生产的高纯特种气体中，砷烷和磷烷已经能够替代进口产品，并且报告期内高纯特种气体营业收入也在逐年上升，但是高纯特种气体毛利率却在逐年下降。

利润逐年消减，研发却要持续投入，即便是能年产20吨砷烷、30吨磷烷的正帆科技都显吃力，何况其他规模更小的特种气体生产企业?如果竞争环境不改善，特种气体国产化将举步维艰。

为了摆脱低价竞争，正帆科技已着手扩大产能，2019年正式投产了砷烷第二条产线和磷烷产线。拟筹集资金投资气体扩产项目，一来可以继续扩大产能，将其在高纯特种气体方面的研发成果悉数释放;二来能够承接原有客户需求和销售能力，与工艺介质供应系统业务合流，优化业务结构、整合上下游产业链。

半导体国产之路不在一朝一夕，整个产业链上的企业都任重道远。当中国半导体制造技术日益走向高端时，工艺介质供应系统、高纯特种气体等技术也在日臻进步，泛半导体产业链上下游交相辉映，即将诞生一批改变世界的企业。正帆科技稳扎稳打，技术实力超凡，凭借工艺介质供应系统有望盘踞龙头，若能将特种气体做大做强，必将如虎添翼，傲视泛半导体产业链。

标签：半导体