半导体的上游原材料有哪些

梳理半导体上游材料公司芯片的上游材料，其实在介绍国家基金二期的文章里也简单提到过。今天我们再做一次物质面的全面梳理。半导体材料包括光刻胶、靶材、特殊气体等。，这个应该很多朋友都知道。目前这些半导体材料只有15%左右是国产的。在国外封锁相关产业链的情况下，国内替代仍然是重点。从机构披露的报告来看，半导体上游材料的报告数量在增加，未来国产化趋势仍将持续。这些材料可分为三类:基础材料、制造材料和包装材料。基本材料基本上，材料可以分为硅片和化合物半导体。硅片是集成电路制造过程中最重要的原材料。相关上市公司:上海新阳、晶盛机电、中环股份。化合物主要指砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)和碳化硅(sic)等。最近热炒的氮化镓也在其中，所以并不新鲜。上市公司:三安光电、文泰科技、海特高新、士兰威、福满电子、耐威科技、海陆重工、云南锗业、赣兆光电等。制造材料。制造材料可分为六大类:电子专用气体、溅射靶材、光刻胶、抛光材料、掩膜、湿式电子化学品。电子特种气体特种气体是特种气体的一个重要分支，是集成电路(ic)、显示面板(LCD、有机发光二极管)、光伏能源、光纤电缆等电子工业生产中不可或缺的原料。它广泛应用于薄膜、光刻、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺中，其质量对电子元器件的性能有重要影响。相关上市公司:华特燃气、雅克科技、南大光电、杭氧股份。溅射靶在高科技芯片产业中，溅射靶材是VLSI制造的必备原材料。它利用离子源产生的离子在高真空中加速聚集形成高速离子束，轰击固体表面。离子与固体表面上的原子交换动能，使得固体表面上的原子离开固体并沉积在基底表面上。被轰击的固体是溅射沉积薄膜的原料，称为溅射靶。靶材是溅射工艺的核心材料。目前a股市场从事溅射靶材的上市公司只有四家:阿诗创、友研新材、江峰电子、龙华科技。光刻胶光刻胶是电子领域微图形加工的关键材料，在半导体、LCD、PCB等行业的生产中发挥着重要作用。光刻胶是通过光化学反应将所需精细图形从掩膜版转移到加工基板上的图形转移介质，是光电信息产业中精细图形电路加工的关键材料。上市公司:南大光电、李强新材料、景瑞、荣达光敏、金龙机电、飞凯材料、江华微等光泽剂一般指cmp化学机械抛光工艺中使用的材料，一般可分为抛光垫、抛光液、调节剂和清洁剂，其中前两者最为关键。抛光垫的材料一般为聚氨酯或含饱和聚氨酯的聚酯，抛光液一般由超细固体颗粒磨料(如纳米二氧化硅、氧化铝颗粒)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成。上市公司:鼎龙(抛光垫)、安吉科技(抛光液)。掩模板又称光掩模、光掩膜、光刻掩膜，是半导体芯片光刻工艺中设计图案的载体。上市公司:菲利帕和应时。湿电子化学品又称超净高纯试剂，是指半导体制造过程中使用的各种高纯化学试剂。上市公司主要包括:多氟多、景瑞、江华微。包装材料封装材料可细分为六大类:芯片键合材料、键合线、陶瓷封装材料、引线框架、封装基板和切割材料。芯片键合材料是一种利用键合技术将芯片与基底或封装基板连接起来的材料。上市公司:飞凯材料、宏昌电子陶瓷封装材料是一种电子封装材料，用于承担电子元器件的机械支撑、环境密封和散热等功能。相关上市公司:三环集团封装基板是封装材料中最昂贵的部分，主要起到承载保护芯片，连接上层芯片和下层电路板的作用。相关公司:兴森科技、深南电路键合线，半导体用键合线，用于焊接连接芯片与支架，承担芯片与外界的关键电连接功能。相关上市公司主要有:康强电子引线框架作为半导体的芯片载体，是通过键合线实现芯片内部电路端子与外部电路(pcb)之间的电连接，形成电气回路的关键结构部件。相关上市公司:康强电子材料切割，目前主流的切割方式分为两类，一类是用划线系统切割，一类是用激光切割。相关上市公司主要有:戴乐新材料2018年，全球半导体材料销售额为519亿美元，占比矩阵材料(23.4%)、制造材料(38.7%)和封装材料(28%)。

在薄膜、塑料或玻璃基体材料上制作各种功能图形并精确定位，以便用于光致抗蚀剂涂层选择性曝光的一种结构，称为光刻掩模版。

半导体集成电路制作过程通常需要经过多次光刻工艺，在半导体晶体表面的介质层上开凿各种掺杂窗口、电极接触孔或在导电层上刻蚀金属互连图形。光刻工艺需要一整套（几块多至十几块）相互间能精确套准的、具有特定几何图形的光复印掩蔽模版。

这几天有关合肥的一则消息暴走全网，网友称全国最牛掰的风投非合肥市政府莫属，合肥市2007年拿全市三分之一的财政收入投资了京东方，最后赚了100多亿；2011年拿出100多亿投了合肥长鑫/兆易创新，上市估计浮盈超过1000亿；2019年合肥市又拿出100亿投资了蔚来 汽车 ，结果大众 汽车 新能源板块落地合肥。神 *** 作不断，网友直言合肥市政府有"隐藏的股神"。

实际上合肥市不仅有"面板一哥"京东方、"存储器一哥"合肥长鑫，还有合肥芯碁微这样的光刻机企业，而且这家公司股东中也浮现出合肥创新 科技 风险投资有限公司这样拥有政府背景的风投机构，"全国最佳风投机构"真的不是乱盖的。

芯碁微在科创板上市的申请5月13日被上交所受理，6月10日审核状态显示为问询，按照科创板上市流程，下一步就是上市委决议。

在芯碁微上市之前，我们就说道说道这家公司。

芯碁微的主营业务是光刻机，但此光刻机与被国人深度关注的半导体光刻机有所不同，公司从事的是 以微纳直写光刻为技术核心的直接成像设备及直写光刻设备的研发、制造、销售以及相应的维保服务，主要产品及服务包括PCB直接成像设备及自动线系统、泛半导体直写光刻设备及自动线系统、其他激光直接成像设备以及上述产品的售后维保服务，产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节。

芯碁微招股书中的这段业务描述确实让人看的云里雾里，不知说了什么东西，下面就一个个来捋一捋。

首先说说直接直写成像技术。笔者在《两难选择！尼康掉队与ASML一家独大下，国产光刻机抄还是不抄？》这篇文章中提到，光刻机分为有掩模光刻机和无掩模光刻机，最大的差异是有掩模光刻机在光刻中需要使用刻有电路图形的光掩模板，然后再通过显影、刻蚀、去胶等工艺，达到将电路图型转移到晶圆表面的目的。无掩模光刻机则不需要光掩模板，理论上不仅降低了生产成本，还可以减少套刻误差等缺陷，提升良品率，当然这一点公司在招股书中专门提到了。

芯碁微的直接成像技术是将电路设计图形转换为机器可识别的图形数据，并由计算机控制光束调制器实现图形的实时显示，再通过光学成像系统将图形光束聚焦成像至已涂覆感光材料的基板表面，完成图形的直接成像和曝光。按照使用发光元件不同，直接成像技术可分为激光直接成像和非激光的紫外光直接成像两种。激光直接成像即LDI，光是由紫外激光器发出，主要用于PCB制造中线路层的曝光工艺；像紫外LED直接成像技术这样的非激光的紫外光直接成像，光源是紫外光LED，主要用于PCB制造中阻焊层的曝光工艺：

当然直接成像技术还是借助了半导体前道光刻机的步进扫描技术，提高曝光效率。在光刻精度、对位精度、良品率等方面，直接成像技术全方位碾压传统曝光技术：

其次，再说说芯碁微产品。

成立于2015年6月的芯碁微经过5年的发展，已经形成了以PCB直接成像设备及自动线系统和泛半导体直写光刻设备及自动线系统两大类，公司称之为PCB系列和泛半导体系列，其中PCB系列收入2019年达到1.92亿元，占到公司总营收的95%：

说完了产品，再说说芯碁微的核心技术。无掩模光刻设备主要分两大类：基于空间光调制器的光学无掩模光刻设备和带电粒子无掩模光刻设备。基于空间光调制器的无掩模光刻设备有很多，比如激光直写设备、波带片阵列光刻（ZPAL）、表面等离子激源成像系统和近几年兴起的基于DMD的透镜缩小投影设备，芯碁微的光刻设备是基于DMD技术。带电粒子无掩模光刻设备主要有电子束直写（EBL）、基于静电可伸缩光学的多电子束光刻设备（MEBL）等，本文不做展开。

基于DMD的直写光刻技术的曝光原理与传统曝光技术类似，但区别在于其利用了计算机技术，把对应的光刻图案输至DMD芯片中，DMD微镜阵列根据光刻图案调整对应的微镜转角，同时准直光源照射至DMD微镜阵列表面，产生与光刻图案相符饿光图像，光图像通过投影曝光镜头成像至基材表面，基材在受控的运动平台上完成扫描动作和图形拼接，实现高精度光刻：

当然芯碁微在技术研发中解决了图形拼接、大数据量图形数据生成及其高速实时无失真传输、不同曝光镜头光刻线宽一致性等问题，实际上无掩模光刻技术中类似的问题一直存在，也是设备厂商必须要解决的。

芯碁微成立至今仅有5年时间，在发展方向中公司抓住了下游PCB产品结构升级以及直接成像设备逐步替代传统设备的机遇，在直写光刻系统模块关键技术上不断突破的同时，还在2019年成功推出了直接成像联机自动线系统，在设备自动化方面取得较大突破。在泛半导体尤其是面板领域，公司自主研发的用于500nm及以上线宽的掩模板制板光刻设备及IC制造直写光刻设备也实现了进口替代，目前公司拥有8项核心技术：

如果换成是半导体制造前道用光刻机，想象下需要攻克的核心技术有多少，难度有多大。

2017-2019年核心技术产品占到营收的比例分别为97.35%、98.19%和96.49%，芯碁微的技术成果产业化效果相当明显。与同行相比，芯碁微的设备在最小线宽、对位精度方面相当甚至领先，产能效率也相当甚至领先同行，作为一家成立仅五年的企业，后发优势显现，其也进入了深南电路等一线PCB厂商供应链：

说完芯碁微的业务和核心技术，下来就说说公司的客户，说完就下班。

芯碁微的业务分PCB系列和泛半导体系列两大类，相应的其客户可分为PCB客户和泛半导体客户两大类，其中PCB客户主要有内资PCB一哥深南电路、景旺电子、崇达电子旗下普诺威等以及健鼎 科技 、台湾软电等台资企业；泛半导体企业客户主要是维信诺旗下的国显光电和中国电子 科技 集团第11研究所等科研院所，总体来看公司PCB业务拓展较为顺利。

芯碁微的客户群体看起来很豪华，但是第一大客户三年时间换了三个，而且笔者发现部分客户出现了各种各样的风险。

先说前五大客户。2017-2019年前五大客户的收入分别达到0.17亿元、0.51亿元和1.13亿元，占芯碁微总营收的76.16%、59.14%和55.89%，前五大客户集中度明显下降。报告期内公司第一大客户分别为广州俊耀电子系、昆山国显光电和浙江罗奇泰克，销售金额占比分别为28.32%、34.27%和35.76%，第一大客户三年换了三个，显得很不稳定：

以下就是芯碁微前五大客户的一些不可忽视的坑：

①2017年的第一大客户广州市俊耀电子和第四大客户深圳捷腾微电子被纳入失信被执行人名单；②2017年的第三大客户深圳市持创捷宇2014年6月因登记住所或经营场所无法联系被纳入经营异常名录，2015年6月移出；2019年公司股权和动产处于出质或抵押状态，期间还多次成为被告，经营状况估计不太良好；③2019年的第三大客户红板（江西）有限公司2019年5月至今有多处动产处于抵押状态。

2017-2019年芯碁微的期末应收账款余额为0.1亿元、0.47亿元和1.06亿元，占流动资产的比例为12.51%、30.02%和23.31%，作为一个业务还处于扩张期的 科技 企业而言应收账款占比高一点也属正常；应收账款余额占营业收入的比例为44.48%、53.38%和52.47%，一半营收变成了欠账，这就积累了过多的坏账风险。

2017-2019年芯碁微计提坏账准备分别为58.16万元、244.95万元和763.11万元，其中2019年对曾经的第一大客户广州俊耀系的229.58万元应收账款计提全部坏账准备。在应收账款坏账准备计提比例上，公司计提比例也相对谨慎，比如账龄4-5年和5年以上的应收账款分别按80%和100%的比例计提，相比而言大族激光对账龄超过3年及以上的一律按照50%计提，这是说明芯碁微谨慎呢还是大族激光激进呢，你们细品：

表面上芯碁微的应收账款占流动资产的比例已经下降到23%左右，但另一方面公司长期应收款的比例较大，报告期内长期应收款净额为838.77万元、530.91万元和2338.42万元，占期末非流动资产的比例为38.38%、25.28%和51.89%，而且坏账率很高，按照公司披露的数据，2018年和2019年29%和8.9%的变为坏账：

2018年芯碁微对客户深圳捷腾电子计提216万元的坏账准备，2019年公司长期应收款增加1807.52万元，主要系深圳鑫顺华电子湖北久祥电子等客户采用分期收款销售产品所致。

如果将应收账款和长期应收款合并，其金额将达到0.2亿元、0.52亿元和1.24亿元，占总资产的比例为20.9%、31%和26.6%，占比仍然较高。

2017年芯碁微的营收从0.22亿元增长至2.02亿元，几乎翻了十倍，但其现金收入比从1.32下降至0.78，结合应收账款和长期应收款等金额变动，公司营收增长很快但回款能力较差，部分客户还采用分期付款的方式，说明在客户拓展、销售模式等方面芯碁微还存在一些问题。芯碁微当前的经营模式短期可能让公司财务数据变得很好看，但长期来看因为部分应收账款变为坏账，现金流和业绩都会面临一定压力。

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