【侯保荣院士:愿做一辈子的海洋“防腐卫士”】大海,有着千里波涛滚滚来的雄浑壮阔,有着三万里河东入海的博大胸怀。大海,这片赋予我们无尽遐想的蓝色国土,是他五十余年来一直致力降服的“吃铁老虎”。
他,就是中国海洋腐蚀与防护研究拓荒者、2021年度中国科学院杰出科技成就奖获得者——中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣。
立志防腐攻坚克难
“我就是专心干好海洋腐蚀与防护这一件事。”侯保荣对《中国科学报》说。
1970年3月,年轻的侯保荣带着一身朝气,正式入职中国科学院海洋研究所,开启了他成才报国的峥嵘岁月。
资料少,基础弱,设备缺,来到海洋所,在老同志的帮助和指导下,侯保荣加入了这支专门的海洋腐蚀与防护研究队伍。
那时,大家认为海洋环境划分为大气区、潮差区和海水区三个腐蚀区带。潮差区潮水忽高忽低,加上风吹日晒,国人都认为这部分腐蚀最严重。
但事实果真如此吗?为了找出科学答案,团队在陈山码头海边临时构建了一个水池开展实海挂片实验。
“我们的工作环境、条件特别差,吃饭只能在露天,苍蝇‘嗡嗡’的围着人转,一挥手‘呼’的赶走一大群。”侯保荣笑着描述,一幕幕仿佛还在眼前。
功夫不负有心人,日复一日的实验得出结论,浪花飞溅区是我国腐蚀防护产业忽视的“大老虎”,它才是海洋钢结构腐蚀最严重的区域,是真正的腐蚀防护“短板”和“痛点”。
深耕防腐 攻克“短板”
摸清海洋环境腐蚀规律后,如何降服浪花飞溅区这个“吃金属的老虎”,成为萦绕在侯保荣心头的一大难题。
侯保荣发现,“在浪花飞溅区采用包覆防腐蚀技术,防腐蚀效果理想。”而该技术在当时的中国尚是空白。
“我就想啊,能否针对我国的腐蚀环境特点,研发针对性的包覆技术呢。”侯保荣带领研发小组,翻阅了大量外籍文献、专利等,每天做计划、每日一沟通,秉持着“一定能成功”的决心,干劲十足。
“浪花飞溅区是造成严重腐蚀的‘罪魁祸首’,既然不能避免潮湿环境和海浪冲击,那就直面这一难题!”侯保荣坚定提出。
当时,润滑脂是有效的防腐方法之一,侯保荣先后运用数十种润滑脂进行实验,取得了一定效果,但是被润滑脂包覆的钢铁表面始终有少量腐蚀。这是为什么呢?侯保荣陷入了思考。
实验、观察、思考、再实验……侯保荣终于揭秘:浪花飞溅区的钢结构表面一直有残留的海水,即使涂抹润滑脂,表面的海水也被一并包裹在里面,是这些残留海水导致了点蚀的发生!
但是,如何在不改变施工环境的前提下,把钢铁表面残余的水分去除呢?他专程请教了高分子专家,并与日本合作,提出在有机大分子极性基团上增加水油置换基团,将金属表面的水分置换出来,在金属表面只留下油性基团,避免腐蚀,这种改性防护脂的防护性能大大提高!
有了这一点突破后,他又集中力量对防护脂配方、缓蚀剂成分同时改进,多层复配,最终形成了由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩组成的复层矿脂包覆防腐蚀技术(PTC)。
该技术表面处理简单,施工方便,可带水带锈施工,不但能够隔绝海水,外层的密封缓冲层和玻璃钢防蚀罩还能有效抵御机械损伤和外界冲击,兼具防腐、水下施工、环保等多个优点。
院企合作 打破垄断
侯保荣先后走访了二十多个沿海城市的港口及上百家企业,始终坚持在一线。
“实验室制备只是第一步,科学技术要服务于社会工程必须扩大生产。”侯保荣又指向了新的目标“山头”。
没有正式的中试实验平台,侯保荣就借用合作公司“四面漏风”的废弃大院,加工了简易的生产设备,如此热火朝天的做起实验来。
条件十分艰苦,设备调试困难重重,但侯保荣从未想过放弃。“世上无难事,只怕有心人”——这种信念鼓舞着他继续向前。
侯保荣提交了“我国海洋工程设施浪花飞溅区防腐蚀工作极待加强”的院士建议,获得了有关国家领导人的批示,得到“十二五”国家科技支撑计划项目的支持,由此完成了PTC技术扩大生产的关键一步。
数十年的探索,侯保荣与高新技术企业青岛迪恩特新材料科技有限公司建立稳定合作,共同研发的包覆技术生产设备从Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,到可以批量稳定生产的Ⅳ型,设计建立了一套完整的自动化生产线,打破国外技术垄断,生产能力最终满足了防腐工程需要。
合作实现了该技术在国内的首次规模化、标准化生产,保障了产品性能达到国家标准GB/T32119-2015要求,产品质量稳定,具有中国计量认证机构(CMA)的合格检测报告。
“是时候真正将PTC包覆防腐技术服务于我们中华大地了!”侯保荣兴奋的表示。
目前,该技术在青岛港液体化工码头已使用近十五年,至今保护状态完好,无任何破损现象,检查内部钢结构无任何腐蚀,光亮如新,预计防护寿命可达30年以上。
就连在我国东北的极寒极恶劣服役环境下,PTC技术也能够有效抵御海冰碰撞,经受住恶劣环境的考验,在冬季结冰期长达5个月之久的丹东华能电厂煤码头,至今成果已顺利应用8年。
目前,PTC技术已经实现了我国全纬度的适用性,扎根我国防腐工程。产品在大连北良港码头、上海洋山深水港LNG码头、杭州湾大桥等近五十项国家重大工程中应用,全部为优良工程。
针对不同工程的特殊性,侯保荣又进行个性化PTC技术升级。利用多片嵌合式防蚀保护罩技术,解决了海上风电超大直径塔筒的现场包覆和陆地预包覆防腐难题,同时还解决了几十座桥梁锚室系统和埋地管道的防护难题,实现了PTC技术在多种场景的应用。
“随着近年来技术产品的逐渐成熟,我们注册了商标(迪恩特R)和防伪标识。基于产品优异的防腐性能和合作方的认可,我们投保商业综合责任险,由太平洋保险公司承保,保额可达RMB 1000万元。”侯保荣与时俱进的迈出了向市场探索的步伐。
矢志不渝 砥砺前行
科研的脚步是不停歇的。
针对海洋大气区异型钢结构的腐蚀防控难题、海工钢筋混凝土的腐蚀防控难题,侯保荣还率团队成功研发出了氧化聚合包覆防腐技术(OTC)、柔韧性钢筋混凝土涂层防腐技术(FCC)等一系列成果,填补了国内技术空白,并实现产业化。
这些成果在110余项重大工程中得到成功应用,创造了巨大的经济与社会效益,也因此,侯保荣被大家称作海洋的“防腐卫士”。
侯保荣常说,PTC技术是众多成果中最偏爱的一朵“浪花”,它承载着侯保荣与浪花飞溅区的不解情缘,这是他进入腐蚀领域的“萌芽”,也见证着他服务于我国多项防腐工程的“开花”“结果”……
对侯保荣来说,2021年是个丰收年。他获得了中国科学院杰出科技成就奖,还获得了联合国世界腐蚀组织(WCO)首届世界“腐蚀成就奖”,全球仅一人获奖。这不仅是对侯保荣在世界腐蚀防护领域突出贡献的高度总结,更是对侯保荣产学研结合、科研成果应用实际的充分认可。
多年来,侯保荣先后承担国家重大科研计划30余项,出版专著9部,主编论文集10部,发表SCI论文500余篇,授权专利100余项,制定国家和地方标准10余项;主持“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目,完成我国最全面系统的腐蚀调查,出版170余万字的《中国腐蚀成本》,英文专著The Cost of Corrosion in China全球发行;曾获国家科技进步二等奖、山东省科学技术最高奖、山东省技术发明一等奖、山东省科技进步一等奖、中国腐蚀与防护最高工程成就奖、何梁何利科技进步奖、美国腐蚀工程师协会(NACE)科技成就奖及NACE卓越组织奖等。
工作中的侯保荣,仿佛一台永动机。他始终坚守科研第一线,他三年的出差里程中,仅飞行距离就超过33.3万公里,相当于绕地球8圈多。
侯保荣对《中国科学报》表示:“荣誉仅仅是工作的开始,得到的成绩也只代表过去,我会继续奋斗在腐蚀研究的第一线,尽自己最大的努力,为我国防腐事业做出一点贡献!”https://t.cn/A6iS359a
他,就是中国海洋腐蚀与防护研究拓荒者、2021年度中国科学院杰出科技成就奖获得者——中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣。
立志防腐攻坚克难
“我就是专心干好海洋腐蚀与防护这一件事。”侯保荣对《中国科学报》说。
1970年3月,年轻的侯保荣带着一身朝气,正式入职中国科学院海洋研究所,开启了他成才报国的峥嵘岁月。
资料少,基础弱,设备缺,来到海洋所,在老同志的帮助和指导下,侯保荣加入了这支专门的海洋腐蚀与防护研究队伍。
那时,大家认为海洋环境划分为大气区、潮差区和海水区三个腐蚀区带。潮差区潮水忽高忽低,加上风吹日晒,国人都认为这部分腐蚀最严重。
但事实果真如此吗?为了找出科学答案,团队在陈山码头海边临时构建了一个水池开展实海挂片实验。
“我们的工作环境、条件特别差,吃饭只能在露天,苍蝇‘嗡嗡’的围着人转,一挥手‘呼’的赶走一大群。”侯保荣笑着描述,一幕幕仿佛还在眼前。
功夫不负有心人,日复一日的实验得出结论,浪花飞溅区是我国腐蚀防护产业忽视的“大老虎”,它才是海洋钢结构腐蚀最严重的区域,是真正的腐蚀防护“短板”和“痛点”。
深耕防腐 攻克“短板”
摸清海洋环境腐蚀规律后,如何降服浪花飞溅区这个“吃金属的老虎”,成为萦绕在侯保荣心头的一大难题。
侯保荣发现,“在浪花飞溅区采用包覆防腐蚀技术,防腐蚀效果理想。”而该技术在当时的中国尚是空白。
“我就想啊,能否针对我国的腐蚀环境特点,研发针对性的包覆技术呢。”侯保荣带领研发小组,翻阅了大量外籍文献、专利等,每天做计划、每日一沟通,秉持着“一定能成功”的决心,干劲十足。
“浪花飞溅区是造成严重腐蚀的‘罪魁祸首’,既然不能避免潮湿环境和海浪冲击,那就直面这一难题!”侯保荣坚定提出。
当时,润滑脂是有效的防腐方法之一,侯保荣先后运用数十种润滑脂进行实验,取得了一定效果,但是被润滑脂包覆的钢铁表面始终有少量腐蚀。这是为什么呢?侯保荣陷入了思考。
实验、观察、思考、再实验……侯保荣终于揭秘:浪花飞溅区的钢结构表面一直有残留的海水,即使涂抹润滑脂,表面的海水也被一并包裹在里面,是这些残留海水导致了点蚀的发生!
但是,如何在不改变施工环境的前提下,把钢铁表面残余的水分去除呢?他专程请教了高分子专家,并与日本合作,提出在有机大分子极性基团上增加水油置换基团,将金属表面的水分置换出来,在金属表面只留下油性基团,避免腐蚀,这种改性防护脂的防护性能大大提高!
有了这一点突破后,他又集中力量对防护脂配方、缓蚀剂成分同时改进,多层复配,最终形成了由矿脂防蚀膏、矿脂防蚀带、密封缓冲层和防蚀保护罩组成的复层矿脂包覆防腐蚀技术(PTC)。
该技术表面处理简单,施工方便,可带水带锈施工,不但能够隔绝海水,外层的密封缓冲层和玻璃钢防蚀罩还能有效抵御机械损伤和外界冲击,兼具防腐、水下施工、环保等多个优点。
院企合作 打破垄断
侯保荣先后走访了二十多个沿海城市的港口及上百家企业,始终坚持在一线。
“实验室制备只是第一步,科学技术要服务于社会工程必须扩大生产。”侯保荣又指向了新的目标“山头”。
没有正式的中试实验平台,侯保荣就借用合作公司“四面漏风”的废弃大院,加工了简易的生产设备,如此热火朝天的做起实验来。
条件十分艰苦,设备调试困难重重,但侯保荣从未想过放弃。“世上无难事,只怕有心人”——这种信念鼓舞着他继续向前。
侯保荣提交了“我国海洋工程设施浪花飞溅区防腐蚀工作极待加强”的院士建议,获得了有关国家领导人的批示,得到“十二五”国家科技支撑计划项目的支持,由此完成了PTC技术扩大生产的关键一步。
数十年的探索,侯保荣与高新技术企业青岛迪恩特新材料科技有限公司建立稳定合作,共同研发的包覆技术生产设备从Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,到可以批量稳定生产的Ⅳ型,设计建立了一套完整的自动化生产线,打破国外技术垄断,生产能力最终满足了防腐工程需要。
合作实现了该技术在国内的首次规模化、标准化生产,保障了产品性能达到国家标准GB/T32119-2015要求,产品质量稳定,具有中国计量认证机构(CMA)的合格检测报告。
“是时候真正将PTC包覆防腐技术服务于我们中华大地了!”侯保荣兴奋的表示。
目前,该技术在青岛港液体化工码头已使用近十五年,至今保护状态完好,无任何破损现象,检查内部钢结构无任何腐蚀,光亮如新,预计防护寿命可达30年以上。
就连在我国东北的极寒极恶劣服役环境下,PTC技术也能够有效抵御海冰碰撞,经受住恶劣环境的考验,在冬季结冰期长达5个月之久的丹东华能电厂煤码头,至今成果已顺利应用8年。
目前,PTC技术已经实现了我国全纬度的适用性,扎根我国防腐工程。产品在大连北良港码头、上海洋山深水港LNG码头、杭州湾大桥等近五十项国家重大工程中应用,全部为优良工程。
针对不同工程的特殊性,侯保荣又进行个性化PTC技术升级。利用多片嵌合式防蚀保护罩技术,解决了海上风电超大直径塔筒的现场包覆和陆地预包覆防腐难题,同时还解决了几十座桥梁锚室系统和埋地管道的防护难题,实现了PTC技术在多种场景的应用。
“随着近年来技术产品的逐渐成熟,我们注册了商标(迪恩特R)和防伪标识。基于产品优异的防腐性能和合作方的认可,我们投保商业综合责任险,由太平洋保险公司承保,保额可达RMB 1000万元。”侯保荣与时俱进的迈出了向市场探索的步伐。
矢志不渝 砥砺前行
科研的脚步是不停歇的。
针对海洋大气区异型钢结构的腐蚀防控难题、海工钢筋混凝土的腐蚀防控难题,侯保荣还率团队成功研发出了氧化聚合包覆防腐技术(OTC)、柔韧性钢筋混凝土涂层防腐技术(FCC)等一系列成果,填补了国内技术空白,并实现产业化。
这些成果在110余项重大工程中得到成功应用,创造了巨大的经济与社会效益,也因此,侯保荣被大家称作海洋的“防腐卫士”。
侯保荣常说,PTC技术是众多成果中最偏爱的一朵“浪花”,它承载着侯保荣与浪花飞溅区的不解情缘,这是他进入腐蚀领域的“萌芽”,也见证着他服务于我国多项防腐工程的“开花”“结果”……
对侯保荣来说,2021年是个丰收年。他获得了中国科学院杰出科技成就奖,还获得了联合国世界腐蚀组织(WCO)首届世界“腐蚀成就奖”,全球仅一人获奖。这不仅是对侯保荣在世界腐蚀防护领域突出贡献的高度总结,更是对侯保荣产学研结合、科研成果应用实际的充分认可。
多年来,侯保荣先后承担国家重大科研计划30余项,出版专著9部,主编论文集10部,发表SCI论文500余篇,授权专利100余项,制定国家和地方标准10余项;主持“我国腐蚀状况及控制战略研究”重大咨询项目,完成我国最全面系统的腐蚀调查,出版170余万字的《中国腐蚀成本》,英文专著The Cost of Corrosion in China全球发行;曾获国家科技进步二等奖、山东省科学技术最高奖、山东省技术发明一等奖、山东省科技进步一等奖、中国腐蚀与防护最高工程成就奖、何梁何利科技进步奖、美国腐蚀工程师协会(NACE)科技成就奖及NACE卓越组织奖等。
工作中的侯保荣,仿佛一台永动机。他始终坚守科研第一线,他三年的出差里程中,仅飞行距离就超过33.3万公里,相当于绕地球8圈多。
侯保荣对《中国科学报》表示:“荣誉仅仅是工作的开始,得到的成绩也只代表过去,我会继续奋斗在腐蚀研究的第一线,尽自己最大的努力,为我国防腐事业做出一点贡献!”https://t.cn/A6iS359a
$神工股份 sh688233$ 神工股份:立志解决半导体材料领域卡脖子难题
近日,工业和信息化部公示第三批国家级专精特新“小巨人”企业名单,入围的东北上市公司并不是很多。在这为数不多的东北企业当中,神工股份(688233)榜上有名。
日前,证券时报社副总编辑王冰洋率证券时报“走进专精特新小巨人”大型系列报道采访团走进神工股份,对企业进行实地探访。
“作为半导体集成电路行业的上游企业,神工股份以半导体级大直径单晶硅材料为突破口,多年来深耕市场,已成为该细分市场世界范围内的先进企业。此次入选国家工信部专精特新小巨人企业公示名单,标志着神工股份在前沿技术先进性、业务扩展规模性以及发展质量示范性等多方面获得肯定。”神工股份董事长兼总经理潘连胜在接受采访时介绍。
行业景气持续上行
据了解,神工股份于2013年7月在辽宁锦州创立,专注于集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售。目前,神工股份主要有三大板块业务,分别是大直径单晶硅材料、硅零部件和大尺寸硅片。
神工股份2021年半年报数据显示,今年上半年,神工股份实现营业收入2.04亿元,同比增长354.8%;实现归母净利润1亿元,同比增长415.4%;归母净利润率近50%。
“从去年开始,半导体行业整体的景气度较高,处于上升通道,公司从去年第三季度开始业绩有了明显的反弹。”据潘连胜介绍,到今年上半年,公司销售额已经连续四个季度环比增长。公司业绩持续增长主要得益于两方面:一方面是半导体行业景气度的持续上行,这是核心原因;另一方面是得益于公司前几年的工艺储备。例如从设备升级来说,公司更倾向于大型化,特别是15英寸以上的产品,设备的升级和工艺的储备方向都比较正确。
据了解,神工股份大直径单晶硅材料尺寸主要为14~19英寸,主要销售给半导体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芯片制造刻蚀环节所需的核心硅零部件。由于目前硅片的主流规格是十二吋硅片,因此要求干法刻蚀机硅电极的单晶硅材料必须大于十二吋。根据腔体不同,最大要求达到十九吋,下一代刻蚀机用硅材料更是达到22吋以上。神工股份成立以来,大直径单晶硅材料一直是最重要的主营业务,产品主要出口到日本、韩国和美国等半导体强国。
潘连胜表示,神工股份的硅零部件业务拓展同样处于产品推广和客户认证的阶段。这部分产品针对的主要目标市场在国内。有两大类:第一类是国内的刻蚀机厂商、第二类是国内的IC制造客户。IC制造客户方面,公司已逐渐推进8英寸客户的评估,并在去年拿到部分8英寸客户的批量认证订单。2021年,公司持续推进12英寸客户的评估认证。目前在几家做CIS芯片和存储芯片的晶圆厂已经进行了评估,进展十分顺利,未来期待这些评估认证工作能早日结束。此外,刻蚀机厂商方面的产品推广也比较顺利。
“相较于2020年,2021年公司硅电极的销售收入实现了大幅的提升,但相比单晶硅材料的营收来看规模尚小,所以在整体销售额的占比提升还不明显。但硅零部件将来会成长为神工重要的业务板块之一。”潘连胜十分有信心地表示。
另据潘连胜介绍,公司目前对于8英寸轻掺杂低缺陷硅片的产能规划是15万片/月,厂房设计为30万片/月,今年年初已实现了5万片/月产能的设备安装,目前的产出约为8000片/月。这样的产能规划的节奏一方面为的是验证新上设备的性能和工艺的稳定性,另一方面也是为了配合客户评估认证的进展。“我们希望能在尽可能短的时间内打开市场、提高产量,最终能达到月产15万片的产能规划或者更多。”潘连胜说。
晶体技术优势明显
据潘连胜介绍,神工股份生产的半导体级单晶硅材料纯度最高达到11个9,量产尺寸最大可达19英寸,产品质量的核心指标达到国际先进水平,可满足7nm及以下先进制程的芯片制造刻蚀环节对硅材料的工艺要求。公司核心产品过去几年成功打入国际先进半导体材料供应链体系,并已逐步替代国外同类产品,在全球刻蚀电极细分领域的市场份额已达13%~15%,广泛应用于国际知名半导体厂商的生产流程。
神工股份的上市募投项目为8英寸半导体级硅单晶抛光片生产建设项目和研发中心建设项目。神工股份的新颖化在募投项目中体现得尤为明显:大直径硅片的生产直接定位于“半导体级8英寸轻掺低缺陷抛光片”,对标国际先进产品,具有较高的技术含量,较高的附加价值和显著的经济、社会效益,有望为解决国家关键细分领域卡脖子的难题做出贡献。
在潘连胜看来,跟国内外的同行相比,神工股份最大的竞争优势是晶体技术。晶体技术是半导体材料当中的最基础部分,晶体的制造必须要控制晶体缺陷,神工股份的竞争优势就在于缺陷控制方面,不论缺陷密度,还是缺陷数量,神工股份的缺陷控制能力都是比较有竞争力的。尤其在大直径单晶硅材料方面,晶体越大,神工股份的缺陷控制优势越发明显,这也充分说明神工股份晶体技术的先进性。
为了保持竞争优势,神工股份投入的研发费用也在逐年增加:2020年全年研发费用达到1790万元,较2019年增长80.93%,研发投入总额占营业收入比例也从5.25%上涨到9.32%;仅2021年上半年,神工研发费用已经达到1946万元,超过去年全年总额,研发投入占营业收入保持增长。
“今后,随着我们的硅零部件业务、硅片业务继续投入,包括大直径22英寸以上晶体的研发投入,公司的研发费用会保持一个高水平的稳定状态。”潘连胜说。
值得一提的是,2020年,神工股份成功生产出直径达22英寸的单晶体。对此,潘连胜介绍说,22英寸单晶体是应国外大客户研发下一代刻蚀机硅零部件的要求而做的技术储备。众所周知,当前最高的量产规模的芯片设计线宽已经达到5纳米,有些3纳米也正在研发当中。由于设计线宽越来越小,那么在12英寸硅片的领域里需要刻蚀的电路的精确度就更高,所以它的各种温度参数,比如说温度的分布,离子气体的分布都要更均匀,所以电极就需要做的比较大。也有的是做成一体的,就是把原来的上电极(Showerhead)和外部的OuterRing做成一体,因此需要的单晶体必须很大。
“22英寸单晶体的成功开发,对下一代集成电路的刻蚀机有很重要的应用意义,同时对神工股份也有重要的意义。”潘连胜认为,晶体直径越大,生产难度就越大,因为在空间有限的热场里,要做出更大的直径的晶体,难度非常大,涉及到很多的技术难题,比如热场温度的不均匀性、超大晶体的直径控制等。神工攻克了重重的技术难关,最终拉制成功22英寸单晶体,保持了公司技术的领先优势,积累了重要的技术数据和工艺,为公司今后技术的进步、业务成长做一个基础研究和储备。放眼全世界范围内,目前22英寸单晶体都只是在努力尝试研发阶段,尚未形成批量的生产和销售。
证券时报记者在采访过程中还了解到,神工股份采用“特色化”的工艺技术进行生产,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技术工艺填补国内空白,均已达到国际先进水平。
“实际上此次入选国家工信部专精特新小巨人企业公示名单,标志着神工股份在前沿技术先进性、业务扩展规模性以及发展质量示范性等多方面获得肯定。”潘连胜说。
做半导体硅材料领域领先者
作为一家名副其实的高科技企业,神工股份自成立以来就一直力求实现高质量发展。
“我所理解的高质量是至少在某一个领域,哪怕是很小的细分领域,能够具有一定的国际竞争力,这才称得上高质量;另外,在国内某一领域成为龙头,有一定的带头作用,也可称为高质量。”潘连胜说,高质量就在于竞争力,竞争力除了体现在强大的研发队伍以外,更主要是产品的优越性和盈利性,以及产品的市场份额。一个有竞争力的企业最理想的状态是高中低端产品都有竞争力,高端产品也能够做好,低端产品的价格竞争也不害怕。还包括产品质量稳定性,优质服务、稳定出货、交期及时方面的竞争力等等。
潘连胜以半导体材料企业举例:从高端的材料,比如大直径22英寸单晶硅材料的研发,良品率可以走在行业前列;到稍微小一点的,比如14英寸晶体也能在保持价格竞争力的条件下胜出。国内的很多细分领域里边,都逐渐涌现出一些具备竞争力的优秀企业,这些企业现在或将来有望成为国内行业领先者,有助于一个行业的健康发展。
神工股份以生产技术门槛高,市场容量比较大的轻掺低缺陷抛光硅片为目标。截至目前,神工股份已掌握了包含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等。
“高质量企业的第二个标志,是可持续发展。”潘连胜进一步阐述说,这既包括产品的研发能力,基础工艺技术方面的研究、整体的研发投入等;也包括人才的培养机制,是不是有合理配置的人才梯队,人才培养的计划性和重视程度等。可持续发展也是企业高质量的标志,如果是只是一时的荣光,一时的市场占有率很好,结果后面5年、10年还做同样产品,没有研发、没有成长,那么肯定算不上是一个高质量的企业。
据证券时报记者了解,神工股份的发展战略是紧密围绕“半导体材料国产化”的国家战略,成为中国乃至世界半导体材料领域的领先者。自成立伊始,就在积极参与全球化竞争。
“国内大部分公司都不以海外销售为主,但神工股份在创立之初就投入海外竞争,去赚海外的钱、去赚半导体强国的钱,海外销售收入在主营业务当中的占比达90%以上,这足以令人自豪。”潘连胜说,海外销售额占比较大,也从另一方面体现出公司的技术优势,充分说明神工股份的产品具有世界一流的竞争力。
未来,随着国内半导体行业的快速发展,神工股份在国内销售额比例将会一直提高,从现在的10%左右会逐渐提高到15%、20%、30%、40%、50%……尤其是神工股份新增的两大事业板块——硅零部件、大尺寸硅片如果进展顺利,国内销售额达到50%是很可能实现的,甚至将来会超过国外销售额。 https://t.cn/zQDk7Ky
近日,工业和信息化部公示第三批国家级专精特新“小巨人”企业名单,入围的东北上市公司并不是很多。在这为数不多的东北企业当中,神工股份(688233)榜上有名。
日前,证券时报社副总编辑王冰洋率证券时报“走进专精特新小巨人”大型系列报道采访团走进神工股份,对企业进行实地探访。
“作为半导体集成电路行业的上游企业,神工股份以半导体级大直径单晶硅材料为突破口,多年来深耕市场,已成为该细分市场世界范围内的先进企业。此次入选国家工信部专精特新小巨人企业公示名单,标志着神工股份在前沿技术先进性、业务扩展规模性以及发展质量示范性等多方面获得肯定。”神工股份董事长兼总经理潘连胜在接受采访时介绍。
行业景气持续上行
据了解,神工股份于2013年7月在辽宁锦州创立,专注于集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售。目前,神工股份主要有三大板块业务,分别是大直径单晶硅材料、硅零部件和大尺寸硅片。
神工股份2021年半年报数据显示,今年上半年,神工股份实现营业收入2.04亿元,同比增长354.8%;实现归母净利润1亿元,同比增长415.4%;归母净利润率近50%。
“从去年开始,半导体行业整体的景气度较高,处于上升通道,公司从去年第三季度开始业绩有了明显的反弹。”据潘连胜介绍,到今年上半年,公司销售额已经连续四个季度环比增长。公司业绩持续增长主要得益于两方面:一方面是半导体行业景气度的持续上行,这是核心原因;另一方面是得益于公司前几年的工艺储备。例如从设备升级来说,公司更倾向于大型化,特别是15英寸以上的产品,设备的升级和工艺的储备方向都比较正确。
据了解,神工股份大直径单晶硅材料尺寸主要为14~19英寸,主要销售给半导体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芯片制造刻蚀环节所需的核心硅零部件。由于目前硅片的主流规格是十二吋硅片,因此要求干法刻蚀机硅电极的单晶硅材料必须大于十二吋。根据腔体不同,最大要求达到十九吋,下一代刻蚀机用硅材料更是达到22吋以上。神工股份成立以来,大直径单晶硅材料一直是最重要的主营业务,产品主要出口到日本、韩国和美国等半导体强国。
潘连胜表示,神工股份的硅零部件业务拓展同样处于产品推广和客户认证的阶段。这部分产品针对的主要目标市场在国内。有两大类:第一类是国内的刻蚀机厂商、第二类是国内的IC制造客户。IC制造客户方面,公司已逐渐推进8英寸客户的评估,并在去年拿到部分8英寸客户的批量认证订单。2021年,公司持续推进12英寸客户的评估认证。目前在几家做CIS芯片和存储芯片的晶圆厂已经进行了评估,进展十分顺利,未来期待这些评估认证工作能早日结束。此外,刻蚀机厂商方面的产品推广也比较顺利。
“相较于2020年,2021年公司硅电极的销售收入实现了大幅的提升,但相比单晶硅材料的营收来看规模尚小,所以在整体销售额的占比提升还不明显。但硅零部件将来会成长为神工重要的业务板块之一。”潘连胜十分有信心地表示。
另据潘连胜介绍,公司目前对于8英寸轻掺杂低缺陷硅片的产能规划是15万片/月,厂房设计为30万片/月,今年年初已实现了5万片/月产能的设备安装,目前的产出约为8000片/月。这样的产能规划的节奏一方面为的是验证新上设备的性能和工艺的稳定性,另一方面也是为了配合客户评估认证的进展。“我们希望能在尽可能短的时间内打开市场、提高产量,最终能达到月产15万片的产能规划或者更多。”潘连胜说。
晶体技术优势明显
据潘连胜介绍,神工股份生产的半导体级单晶硅材料纯度最高达到11个9,量产尺寸最大可达19英寸,产品质量的核心指标达到国际先进水平,可满足7nm及以下先进制程的芯片制造刻蚀环节对硅材料的工艺要求。公司核心产品过去几年成功打入国际先进半导体材料供应链体系,并已逐步替代国外同类产品,在全球刻蚀电极细分领域的市场份额已达13%~15%,广泛应用于国际知名半导体厂商的生产流程。
神工股份的上市募投项目为8英寸半导体级硅单晶抛光片生产建设项目和研发中心建设项目。神工股份的新颖化在募投项目中体现得尤为明显:大直径硅片的生产直接定位于“半导体级8英寸轻掺低缺陷抛光片”,对标国际先进产品,具有较高的技术含量,较高的附加价值和显著的经济、社会效益,有望为解决国家关键细分领域卡脖子的难题做出贡献。
在潘连胜看来,跟国内外的同行相比,神工股份最大的竞争优势是晶体技术。晶体技术是半导体材料当中的最基础部分,晶体的制造必须要控制晶体缺陷,神工股份的竞争优势就在于缺陷控制方面,不论缺陷密度,还是缺陷数量,神工股份的缺陷控制能力都是比较有竞争力的。尤其在大直径单晶硅材料方面,晶体越大,神工股份的缺陷控制优势越发明显,这也充分说明神工股份晶体技术的先进性。
为了保持竞争优势,神工股份投入的研发费用也在逐年增加:2020年全年研发费用达到1790万元,较2019年增长80.93%,研发投入总额占营业收入比例也从5.25%上涨到9.32%;仅2021年上半年,神工研发费用已经达到1946万元,超过去年全年总额,研发投入占营业收入保持增长。
“今后,随着我们的硅零部件业务、硅片业务继续投入,包括大直径22英寸以上晶体的研发投入,公司的研发费用会保持一个高水平的稳定状态。”潘连胜说。
值得一提的是,2020年,神工股份成功生产出直径达22英寸的单晶体。对此,潘连胜介绍说,22英寸单晶体是应国外大客户研发下一代刻蚀机硅零部件的要求而做的技术储备。众所周知,当前最高的量产规模的芯片设计线宽已经达到5纳米,有些3纳米也正在研发当中。由于设计线宽越来越小,那么在12英寸硅片的领域里需要刻蚀的电路的精确度就更高,所以它的各种温度参数,比如说温度的分布,离子气体的分布都要更均匀,所以电极就需要做的比较大。也有的是做成一体的,就是把原来的上电极(Showerhead)和外部的OuterRing做成一体,因此需要的单晶体必须很大。
“22英寸单晶体的成功开发,对下一代集成电路的刻蚀机有很重要的应用意义,同时对神工股份也有重要的意义。”潘连胜认为,晶体直径越大,生产难度就越大,因为在空间有限的热场里,要做出更大的直径的晶体,难度非常大,涉及到很多的技术难题,比如热场温度的不均匀性、超大晶体的直径控制等。神工攻克了重重的技术难关,最终拉制成功22英寸单晶体,保持了公司技术的领先优势,积累了重要的技术数据和工艺,为公司今后技术的进步、业务成长做一个基础研究和储备。放眼全世界范围内,目前22英寸单晶体都只是在努力尝试研发阶段,尚未形成批量的生产和销售。
证券时报记者在采访过程中还了解到,神工股份采用“特色化”的工艺技术进行生产,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技术工艺填补国内空白,均已达到国际先进水平。
“实际上此次入选国家工信部专精特新小巨人企业公示名单,标志着神工股份在前沿技术先进性、业务扩展规模性以及发展质量示范性等多方面获得肯定。”潘连胜说。
做半导体硅材料领域领先者
作为一家名副其实的高科技企业,神工股份自成立以来就一直力求实现高质量发展。
“我所理解的高质量是至少在某一个领域,哪怕是很小的细分领域,能够具有一定的国际竞争力,这才称得上高质量;另外,在国内某一领域成为龙头,有一定的带头作用,也可称为高质量。”潘连胜说,高质量就在于竞争力,竞争力除了体现在强大的研发队伍以外,更主要是产品的优越性和盈利性,以及产品的市场份额。一个有竞争力的企业最理想的状态是高中低端产品都有竞争力,高端产品也能够做好,低端产品的价格竞争也不害怕。还包括产品质量稳定性,优质服务、稳定出货、交期及时方面的竞争力等等。
潘连胜以半导体材料企业举例:从高端的材料,比如大直径22英寸单晶硅材料的研发,良品率可以走在行业前列;到稍微小一点的,比如14英寸晶体也能在保持价格竞争力的条件下胜出。国内的很多细分领域里边,都逐渐涌现出一些具备竞争力的优秀企业,这些企业现在或将来有望成为国内行业领先者,有助于一个行业的健康发展。
神工股份以生产技术门槛高,市场容量比较大的轻掺低缺陷抛光硅片为目标。截至目前,神工股份已掌握了包含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等。
“高质量企业的第二个标志,是可持续发展。”潘连胜进一步阐述说,这既包括产品的研发能力,基础工艺技术方面的研究、整体的研发投入等;也包括人才的培养机制,是不是有合理配置的人才梯队,人才培养的计划性和重视程度等。可持续发展也是企业高质量的标志,如果是只是一时的荣光,一时的市场占有率很好,结果后面5年、10年还做同样产品,没有研发、没有成长,那么肯定算不上是一个高质量的企业。
据证券时报记者了解,神工股份的发展战略是紧密围绕“半导体材料国产化”的国家战略,成为中国乃至世界半导体材料领域的领先者。自成立伊始,就在积极参与全球化竞争。
“国内大部分公司都不以海外销售为主,但神工股份在创立之初就投入海外竞争,去赚海外的钱、去赚半导体强国的钱,海外销售收入在主营业务当中的占比达90%以上,这足以令人自豪。”潘连胜说,海外销售额占比较大,也从另一方面体现出公司的技术优势,充分说明神工股份的产品具有世界一流的竞争力。
未来,随着国内半导体行业的快速发展,神工股份在国内销售额比例将会一直提高,从现在的10%左右会逐渐提高到15%、20%、30%、40%、50%……尤其是神工股份新增的两大事业板块——硅零部件、大尺寸硅片如果进展顺利,国内销售额达到50%是很可能实现的,甚至将来会超过国外销售额。 https://t.cn/zQDk7Ky
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