专访神工股份董事长潘连胜：芯片国产补短板 晶圆良率是关键

关于晶圆品质一致性问题，潘博士做了一个形象的比喻：“同样是遵循正态分布，信越化学的晶圆质量分布曲线就像是挺拔的‘东京塔’，稳定集中于高品质标准。相比之下，其他厂商的曲线往往就像‘富士山’，虽然也能触及高品质标准但并不很集中，良品率也就没那么高。”

因此，仅仅把大尺寸晶圆“做出来”还远远不够，良率太低也就意味着成本过高，也就没有市场竞争力，最终还是难以盈利，在商业上不可持续。产品是否被下游芯片制造厂商长期批量采购，是检验其成败的试金石。

亿欧科创查阅公开信息了解到，沪硅产业旗下的上海新昇，是目前大陆唯一一家实现12英寸晶圆量产的企业。邱慈云在公开演讲中透露，截至去年年底，其12英寸晶圆出货量已累计超过100万片，然而其中仅有7.5万片是用于制造芯片的“正片”。沪硅产业2019年度营收同比增长47%，营业利润却下滑近300%，背后主因就是12英寸晶圆业务毛利率同比下滑42.77%，为-47.96%，该项业务亏损1.03亿元。

2017-2020年全球晶圆厂规划分布

尽管良率爬升困难，靠大尺寸晶圆盈利障碍重重，但是国内厂商们却不能有丝毫懈怠。1996年，以西方国家为主的33个国家签订《瓦森纳协定》，对常规武器和双用途物品的出口进行信息交换和控制。随着中美贸易摩擦加剧，美国频频通过出口管制和《瓦森纳协定》围堵中国半导体行业，晶圆禁运也许将是最终极的杀招。

巧妇难为无米之炊，晶圆国产替代形势愈发迫切，时不我待。

晶圆国产 矢志不渝

经过短短数年的发展，神工股份已经发展为细分领域龙头，营收过亿，在全球刻蚀用单晶硅市场占据13%-15%的份额。科创板上市募资8.67亿后，已经具备8英寸和12英寸晶圆技术储备的神工股份，终于等来了资本的东风。 

“在日本我一直在做8/12英寸的晶圆，那才是我的老本行。刻蚀用单晶硅只能算‘副业’，现在算是‘回归’了。”潘博士感叹道。

目前，90%的单晶硅生长由“直拉法”实现。其原理是在高纯度石英坩埚中将多晶硅熔化，由籽晶为引子接触熔体，随后缓慢旋转上升，让硅原子在固液共存的表面重新排列，经过转肩、等径生长、收尾等过程，形成单晶硅。整个过程的难度在于热场温度以及拉晶的速度等参数设置，是个“慢工出细活”的过程。

神工股份近年来在刻蚀用单晶硅领域积累了大量工艺经验，转化到晶圆生产可谓水到渠成。

在晶体生长的过程中，“晶圆用单晶硅”和“刻蚀用单晶硅”具有很多共性。晶体拉制过程中，高纯度多晶硅在石英坩埚内被加热。因为热源在坩埚外部，对坩埚内部热场温度控制的要求很高，只有温度均匀，硅原子才能很好地在固液共存的界面重新整齐排列。

神工股份已有的“固液共存界面控制技术”和“热场尺寸优化工艺”等技术，都可迁移和运用到芯片用单晶硅的制造中。只不过在晶体生长的具体参数上，相比从前对“超大直径”的追求，现在要向“低缺陷”方向调整。

“直拉法的历史已经有一百多年了，之后的进步都只能算‘improvement（改良）’，谈不上‘innovation（创新）’。”潘博士告诉亿欧科创，“做到低缺陷和高良率，是完成一项系统工程，需要人机结合反复试错积累，不是单靠投入大量资金就能速成的。”

神工股份的晶圆项目投资，可以用“步步为营”来形容。

“神工股份不会强调一次性高投入，而是按照实际需要逐步投入和扩产，把投资者的钱用在刀刃上。2019年，神工股份主要解决晶体缺陷的问题。2020年则聚焦于后续加工环节，关注抛光的平整性、异物清洗的洁净度等等。”潘博士表示。

潘博士再次强调：“难点不是拉出单晶硅，而是提升良率。”

在他看来，神工股份从技术难度相对较低的8英寸晶圆做起，循序渐进，更能够保证高良率。神工股份的技术人员需要摸索工艺路线，通过重复性实验和精细化品质管控措施提升成品率，争取年内将产能提升到8,000片/月的规模，让晶圆项目能够盈利，能够“自我供血”。

那么，一旦8英寸晶圆产能得以释放，其市场空间如何？

尽管近年来12英寸晶圆的占比逐年提高，但是8英寸晶圆出货面积也在逐年提升，以面积计算仍将维持20%以上的市场占有率。根据胜高和SEMI的统计，2017年全球8英寸和12英寸晶圆的出货量分别为530万片/月和550万片/月，到2020年需求量将分别为630万片/月和620万片/月。

按照目前8英寸晶圆国产占比不足20%换算，仅国产替代的缺口就十分可观。神工股份8英寸晶圆项目完成后，预计年产能可以达到180万片8英寸抛光片和36万片陪片。

近两年，由于全球半导体行业进入下行期，2019年和2020年初神工股份的业绩出现一定波折。但随着新基建的开展和5G换机潮的来临，下游需求已经出现了增长趋势，而这种增长也将逐步传导至中上游的设备和材料行业。作为国内少数拥有8/12英寸晶圆研发、生产和销售全流程顶尖经验的专家，潘博士带领神工股份以“高良率”为目标，步步为营，稳扎稳打，有望尽快解决大尺寸晶圆的盈利难题，从而在晶圆国产替代的进程中实现稳步增长。

（编辑：宁德站长网）

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