【打造山东制造业领跑新优势】继中央经济工作会议提出“提升制造业核心竞争力”后,2022年政府工作报告首次强调,要“增强制造业核心竞争力”。与去年“保持制造业比重基本稳定”的表述相比,要求更高、方向更明。

  当前,我国制造业面临的环境正发生深刻变化:产业链供应链稳定受到挑战,提高产业链韧性、加强产业链安全的重要性日益凸显;资源环境约束趋紧,“双碳”目标下亟须绿色转型;供给侧与需求侧适配性不高,传统的管理模式、生产方式无法满足快速的市场变化。此外,还面临要素成本上升、落后产能过剩、全要素生产率提升乏力等一系列问题,制造业发展亟待破困境、谋突围。

  数字化转型能推动资源要素快捷流动、市场主体加速融合,促进制造业生产、组织和服务方式系统性变革,不仅能帮助制造业有效应对挑战,也有利于推动传统制造业“百年老树开新花”,为高质量发展注入新动能,助力经济提质增效和转型升级,是我国制造业增强核心竞争力、提升产业链供应链现代化水平、实现高质量发展的重要方向。

  “山东制造”加快数字化转型既有深厚基础、又有巨大潜力

  近年来,我国制造业数字化转型呈现出强大发展活力、巨大发展潜力,创新活动融合发展新模式蓬勃兴起,智能制造已从理念普及、试点示范进入深化应用、全面推广阶段,形成了试点示范引领、供需两端发力、线面复制推广、多方协同推进的良好局面。

  锚定制造业数字化转型重大方向,我国制造业大省大市纷纷制定政策加快推动数字赋能普及深化。近年来,我省借助新一代信息技术与制造业的深度融合,构建数字化、网络化、智能化新型基础设施和全新工业生态,制造业数字化赋能成效逐步显现、实力更加彰显。目前,山东信息化与工业化融合水平全国第二,多个项目成为全国标杆。数字化成为制造业升级改造、赋能经济高质量发展的重要引擎。

  作为全国工业门类最为齐全、基础最为雄厚、结构最为完善、配套最为完备的省份之一,在这场全球制造体系的剧烈变革中,“山东制造”完全有能力、有实力“领跑”全国。一方面,作为工业互联网落地的重点行业,我省高端装备制造业有雄厚的产业基础。全省已累计培育省级“雁阵形”高端装备制造产业集群11个,轨道交通装备、智能家电2个产业集群入选国家先进制造业集群。2021年,全省规模以上装备制造业企业9688家,实现营业收入2.4万亿元,居全国第四位,其中高端装备制造业营业收入达到1万亿元,增加值占装备工业比重达到46.4%。这个“万亿行业”,随着国家级互联网骨干直连点、国家制造业创新中心等一大批新平台载体落户,高端装备产业数字化赋能成效逐步显现,奠定了我省智能制造能力成熟度高的基石。另一方面,作为数字化转型的主力军,我省中小企业创新呈现蓬勃发展态势。目前,我省已累计培育省级“专精特新”中小企业3424家、瞪羚企业1140家、独角兽企业20家;累计培育制造业单项冠军企业557家,这些以“专精特新”为代表的高科技、高成长性中小企业,包袱小、理念新、更具灵活性和应变力,也更愿意拥抱数字化转型,它们的崛起成为我省紧抓新机遇、培育新业态、发展新经济的重要有生力量。

  “不会转、不敢转、不能转”成为我省企业数字化转型的难点、痛点

  当前,我省制造业数字化转型已由示范应用进入普及深化时期,但总体还处于探索阶段。同时,很多企业在理解认知、具体实践等方面,还存在方向不明晰、信心不充足、资金不充裕等问题,“不会转、不敢转、不能转”,成为我省企业数字化转型的难点、痛点。具体表现为以下几个方面。

  对工业互联网存在认知偏差。工业互联网作为以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施,是国家重点发展的新基建七大领域之一。但我省部分基层部门和企业发展理念相对滞后,对工业互联网的认识理解、实施路径、发展方向等存在认知偏差。从政府层面看,不少基层干部对工业互联网的理解简单化、碎片化,没有深刻认识到工业互联网对生产、组织形式和商业范式进行革新的巨大机遇。从企业层面看,不少企业对工业互联网的认识,仍停留在买自动化设备、上ERP(企业资源管理系统)和MES(企业生产信息化管理系统)软件层面,在打通和利用设计、开发、生产、销售等全流程数据方面还有较大差距。

  网络基础与平台建设仍需加强。一是标识解析节点建设需加快进度。标识解析节点是工业互联网的“数据基石”,属于国家战略资源。目前,国家顶级节点已完成布局,分别在北京、上海、重庆、广州、武汉建5个顶级节点;二级节点建设正在推进,广东、江苏等省均已出台财政奖补政策,已分别建成30个、20个二级节点,而我省仅建成5个、在建6个。我省必须牢牢抓住二级节点建设的窗口期,否则相关行业企业可能在行业数据标准、数据应用等方面受制于人。二是网络基础方面,“5G+工业互联网”场景应用不足。5G时代最大的“蓝海”在工业互联网,未来5G应用将有80%用于物联网特别是工业互联网。但我省现有5G应用超60%在生活消费领域,亟须向生产制造领域渗透。三是平台建设及服务能力亟待提高。行业平台对掌控行业标准制定权、话语权具有重要作用。我省主要工业互联网平台先发优势已不明显。2020年,广东、浙江“双跨”平台数量由2018年的1家,分别增加到4家和2家,而我省只有海尔卡奥斯和浪潮云洲2家,且我省行业平台覆盖面不广、带动力不强,具有行业和区域影响力的特色型、专业型平台还比较缺乏。据中国工业互联网研究院发布的《工业互联网发展应用指数白皮书(2020年)》,我省在全国工业互联网发展基础指标排名中仅排第16位。同时,工业龙头企业建平台积极性不高、“不愿建”问题较突出。因目前多数平台尚未探索出市场化盈利模式,导致龙头企业建平台的意愿和动力不强。

  企业数字化改造存在障碍。企业尤其是中小企业普遍存在“三不”顾虑:“不会转”,即转型基础薄弱、人才欠缺;“不敢转”,即企业信心不足,投资意愿下降;“不能转”,即企业转型成本高,难以持续投入。我省企业数字化改造方面还存在三个方面问题。一是产业结构偏“重”,主导产业改造难度较大。我省与广东、江苏同为制造业大省,但产业结构差别较大,我省是冶金、化工等产业大省,此类企业块头大、工艺复杂、设备繁多,数字化改造难度更大。二是改造凸显“个性化”,加大数字化改造难度。万腾电子是山东省内从事数字化改造、智能工厂建设等领域的主要服务商之一,企业反映在承接数字化改造过程中,不仅不同行业有不同的改造路径,甚至同行业不同企业的改造方案也无法完全复制,更需要“个性化定制”。我省工业行业门类齐全、细分领域众多的“优势”,在一定程度上成了数字化改造的“劣势”。三是安全方面顾虑多,影响改造积极性。大多数企业担心接入其他企业搭建的工业互联网平台后,企业的生产数据、客户关系等商业秘密被泄露,这方面顾虑成为当前企业“不敢转”的主要障碍。

  此外,还存在数字化关键核心技术不能自主、复合型人才短缺、业务系统向云端迁移难度较大等问题,客观上对数字经济与实体经济融合形成一定掣肘。
打造山东制造业领跑新优势

  着力转理念、强基础、建平台,构建数字化转型的强有力支撑。加大宣传力度,提升政府干部和企业对数字化转型迫切性、重要性的认识。发挥工业互联网平台和龙头骨干企业连接广泛、示范性强优势,建设广覆盖、高效率、安全稳定运行的数字基础设施。加快建设“中国算谷”,提升对数字产业的基础支撑能力。支持龙头企业采用“平台+节点”模式加快布局标识解析二级节点,力争优势行业全覆盖。加快形成以“双跨”平台为核心的紧密型平台体系。出台“双跨”平台专门扶持政策,支持卡奥斯和浪潮云洲与行业龙头企业合作建设行业平台、专业平台,鼓励现有平台接入“双跨”平台。支持发展较好行业平台升级为“双跨”平台,力争用3年时间,在全省打造5家“双跨”平台。探索建设省工业互联网综合服务平台和省级工业互联网数据中心,组织各类平台有序接入。推动“5G+垂直行业”“互联网+垂直行业”等领域突破与融合,引导以5G、IPv6、工业无线等技术和新型工业设备,改造升级企业内网,实现“车间互通、设备互联”。加速企业数字化变革,逐步建立数字化管理模式,加速生产、消费、服务等全链条、全要素的智能化升级。

  聚焦整行业、整链条、整园区,提升产业链供应链的现代化水平。分行业、分步骤开展数字化制造普及、网络化制造示范和智能化制造探索。整行业推进,着力点在推动典型场景在行业普及应用。“一业一库”建立典型应用场景、优秀应用产品库,形成标准化推广应用指南。通过政府购买服务,支持数字化转型服务商对企业免费诊断,普及应用典型方案。实施国有企业数字赋能专项行动,在化工制药、信息技术、能源交通等国有资本优势突出行业,培育10个以上专业平台。依托全省重点产业集群,进行细分领域试点,帮助企业解决智能化改造成本过高的难题。细分领域的产业集群,其产品及工艺流程很相似,一旦实现标准化,智能装备和方案价格会大幅降低,特别在智能软件方面,边际成本几乎为零。整链条推进,着力点在推动产业链供应链协同高效集体增效。链长制工作专班将推进智能改造作为重要方向,围绕42条重点产业链,“一链一策”推动重点产业链供应链加快数字赋能,支持“链主”企业联合第三方服务机构,应用信息技术打通产业链供应链,加快服务型制造等商业模式创新,开展协同创新、协同采购、协同制造、协同配送等应用,提高产业链协作效率和供应链一体化水平。对“链主”企业主导建设的工业互联网平台、研发机构、质量基础设施等,省市两级财政根据服务企业情况给予事后奖补。整园区推进,着力点在带动区域产业整体数字化转型。国家级园区、省级重点园区先行示范,“一园一策”制订个性化实施方案。组织平台企业、电信运营企业、数字化转型服务商等成立联合体,对园区内企业实施内外网升级和数字化改造,打通数据链、创新链、产业链,打造信息基础设施完备、管理服务数字化、企业协同合作的区域经济新增长极。

  注重强技术、强服务、强设施,打造数字化转型的良好生态链。发挥我省制造业数字赋能市场广阔优势,培育引进新产业新主体,为数字赋能提供技术、服务、设施支撑,营造良好数字生态环境。增强技术支撑,各级政府部门定期梳理企业在数字赋能中遇到的技术难题,及时推送给专业科研机构,建立稳定的技术供需对接渠道。在省级重大科技创新工程项目中,加大对传统制造业数字赋能的支持,围绕重点行业平台应用、工业机理模型、行业应用公共服务和设备数字化改造等,组织省内外企业和研发机构“揭榜挂帅”进行技术攻关。鼓励企业开展数字化工艺创新,推动隐形生产经验数据化、软件化,实现工艺由黑箱式向透明式转变。增强服务支撑,充分发挥省高端装备产业专班作用,健全沟通协调机制,组建数字赋能咨询顾问团队,实施“万名数字专员”服务行动,为中小企业提供咨询服务。完善数字化转型服务商遴选和评价体系,每年认定若干服务商予以重点推介。增强设施支撑。统筹发展和安全,加快工业互联网安全技术保障平台建设。支持重点企业建设安全态势感知和综合防护系统,打造质量基础设施“一站式”数字化服务平台,贯通标准质量、检验检测、知识产权、品牌培育等数据,为数字赋能提供全过程质量基础服务。

  坚持新伙伴、新合作、新发展,携手开创全方位合作共赢的新局面。坚持开放合作,加强政策、规则、标准融通,携手打造开放、公平、非歧视的数字发展环境。深化与日本、韩国电子信息制造、智能制造、车联网等重点领域合作,推动建立跨国技术转移中心。积极融入黄河流域生态保护和高质量发展等国家战略,在产业链对接、双招双引、论坛展会活动等方面加强与黄河流域、京津冀、长三角等区域合作。以“工业互联网+双碳”为方向,聚焦钢铁、有色金属、石化、化工、建材等重点行业,探索形成智能制造助力绿色转型升级新路径。实施“智能制造生态合作伙伴计划”,分批次建立《山东省智能制造生态合作伙伴目录》,定期开展项目、人才、融资需求对接与示范项目推广。开展“智能制造伙伴计划”,汇聚政府伙伴、需求伙伴、服务伙伴、协同伙伴四大合作伙伴提供场景开放、供需对接、评估诊断等服务,助力制造业智能化改造和中小企业数字化转型。(大众日报)

钠离子电池产业现状及进展交流纪要

专家分享-钠离子电池的背景情况:
钠离子电子的储能机理和锂离子电池是一样的。都是利用离子在正负极之间的迁移来实现电能的储存和释放。钠离子本身也带正电荷,但是钠离子半径比锂大1/3,所以移动比锂慢,能量密度比离子锂电池低。但是钠资源非常丰富。锂能源材料国内非常少,主要靠进口,未来的成本越来越高。钠资源是锂资源的1000倍,从成本看,比锂矿多。但是钠自理电池的技术还不成熟,目前主要工作还是在实验室。
按资源优势,是最有可能成为替代锂的资源。能量密度低,所以多能量密度要求高的就不适合,例如手机、笔记本电脑的应用替代就不行,但是对储能,电动车,体积比较大的,能量密度要求比较低的还是有较大的市场需求。钠离子电池未来不会一开始应用在乘用车,因为他们对能量密度要求高,但是电动大巴可以。分布式储能,电网的储能,场景很大,有很大的应用前景。

技术进展方面:从研发的角度,目前钠电池的正负极材料借鉴了锂离子电池的材料体系。经过测试,正极还是用层状电极材料类似锂电里面的锂钴氧后者三元,这是将来有希望大规模生产的。另外的还有磷酸盐体系,但如果要把磷酸铁锂变成磷酸铁钠,磷酸铁钠的储钠性能很差,所以可能要用其他的元素替代或者优化,例如磷酸钒钠或者磷酸锰钠之内的,但是也是磷酸盐体系。
另外就是普鲁斯兰类的体系,普鲁斯蓝类的光电循环比较稳定,但是缺点是能量密度比较低,容量也比磷酸盐和轮状材料低。所以现在还没有确定三大材料体系,哪个组好。负极在锂电里面最成熟的是石墨。但是用石墨作为负极材料,性能非常差,不能做强大的用途。
另外的硬碳材料做负极很不错,硬碳材料是一种稍微杂乱排列无定形的结构材料。这种硬碳材料的储钠性能,目前的实验室结果是可以和目前石墨处理的性能相媲美。所以现在负极方面最好的电池负极材料就是硬碳,但是硬碳还没有大规模量产的生产商,但是有些生产企业已经在布局硬碳的量产,但是准确时间还不确定。

锂电池的电解液用的是六氟磷酸锂溶液,钠电池用的是六氟磷酸钠溶在碳酸锂,运行起来的效果很好。如果要用于高压电的话,要用到高氯酸钠,就是把溶解的盐稍微换一下。但无论如何,和锂电的电解液非常相近,溶剂不变。隔膜完全可以用和锂电池一样的隔膜。负极可以用铝箔作为节流机,因为铝箔比铜箔的成本要低很多,用铝箔做负极可以降低集流体。集流体的制造工艺和锂电的制造工艺也是非常的类似。

所以锂电的生产线稍微调整一下就可以进行钠离子电池的生产,所以如果电池厂想要转型,它的重置成本不会太大。现在量产最大的问题还是这是兴起的技术,要从实验室到产业化去推广,他的技术稳定性以及材料的成熟度不会很高。

Q&A
1. 低温情况下钠离子表现更好,现在是不是真的可以达到160wh/kg?
理论上可以达到。但是没有给循环寿命的参数。目前的循环稳定性不好。市面上电动车要求2000次,但是现在研究只能是1000次。160wh/kg。快充15分钟80%的电量,理论上没问题。低温情况更好由于没有材料的组份和参数,所以保持怀疑。钠电池体积比锂电池大,动力学性能会相对差一些,钠离子的移动会慢。钠离子同时也存在受低温的影响。一般来说钠离子的低温性能比锂差,但是不知道宁德时代是否采用了新技术。

2. 循环寿命的主要影响因素是什么?循环寿命的指标之后的提升空间有多大,然后大概预计可能在什么时候能满足作为储能电池的循环?
正负极材料的结构稳定性。钠离子可逆的拖嵌,正极材料是经济材料,这个材料可以发生变化。有些材料的相对稳定性好,所以可以保持循环寿命。钠离子的循环没有其他的好,主要是体积过大,对材料结构的破坏更大,从长寿命来看可以达到1000次。但是这个问题在将来通过技术可以得到解决。可以使材料更加稳定。未来3-5年,加起来可以循环3000-4000次没有问题。

3. 如果都替换掉正负极材料,钠离子替换锂的话,成本比现在有多少下降?
现在钠离子还没有量产,现在主要还在实验室,材料花费比现在产业化的锂要高。
但进行量产后,加入整个生产工艺和锂电池持平,整个成本可以降低50%左右。但是现在还没有确定正负极材料,所以无法估算。负极稍微比锂稍微有点优势。大的优势还是在正极,因为在正极里先对金属离子方面,锰的相对性能更加稳定,基于钠锰氧的体系,里面再参入一些镍或者钴铁之类的元素,并不会太贵。
但是锂电都在做高镍,里面的钴和镍不能少,成本比锰高很多,但是用锂锰氧,锰多的话性能就会很差。但是锰在钠里面可以用做大量的稳定元素,不用用镍和钴。用锰作为主要的金属元素结合碳酸钠,在量产以后,成产成本比现在的锂电池会大幅度的降低。

4. 现在国内的锂离子电池的公司,从技术上比较一下,有没有什么公司是比较领先的?
主流的企业里,CATL的企业有团队做钠离子电池,他们的研发团队比较大,在布局的考虑会长远一些,他们现有钠离子电池,也有新闻发布。所以他们的技术比较领先,另外很多高校现在都在做研发,例如中科院孵化了中科海纳,专门做钠离子电池。上海交大在绍兴孵化了钠创新能源,主要做储能电池,也是初创的钠离子电池公司。这两个是专门做钠离子电池的研发和产业话的,不做锂电池。宁德时代主业还是其他,只是做了点钠方面的研发。
但是现在的钠离子电池都并不成熟,尽管CATL说明后年会进行量产,但是他们的产品应该也只还处于实验室阶段。

5. 中科海纳开发出了一款钠电池,能量密度大概145wh/kg,循环寿命可以达到4500次以上,你如何看?
循环寿命要看在什么条件下,一般来说循环2000次就很不错了,但是如果充电在80%的范围内充放电的话可以达到3000-4000次。循环的寿命高取决于充电的截止电压,因为截止电压提高0.1伏,它的循环寿命会下降很多。中科海纳的正极材料也是基于层状材料,基于钠锰氧的体系,里面做了些铜铁钴之类的元素掺杂,负极用的也是硬碳。电解液用的也应该是六氟磷酸钠

6. 国家在产业政策有什么具体措施
国家层面很支持,但是还没有具体措施。国家电网和科技部,布局了很多钠电池项目和投入了资金鼓励科研单位和企业申请。国家电网针对储能难的应用,包括风电太阳能的储能站,钠离子的需求都投入了经费研发。其他的暂时没有,不过会陆续推出政策。

7. 钠电池的制造设备和锂电池有什么区别?
材料的制造设备几乎一样。只是把原材料换一下。锂电的三元材料或者钴酸锂都是用工程电和固相法支配,正极材料生产线投入的原材料主要是碳酸锂,氧化镍,酸苯或者金属盐加上碳酸锂或者氢氧化锂。钠电池里面就是金属盐不变,就是把碳酸锂或者氢氧化锂换成碳酸钠和氢氧化钠,但整个合成工艺是一样的。
对于正极的生产商来说,可以基本沿用目前的锂电正极生产设备,但是具体的生产参数和条件上要做些调整。但是设备是基本相同的。石墨方面的差别也不会太大。电解液方面也基本类似,就是把溶解的六氟磷酸锂换成六氟磷酸钠,但和整个锂电池的生产线差别不大。

8. 如果钠离子能做固态电池的话,能量密度能提升多少?是不是性价比会更高一些?
钠离子的固态电池优势不太大。一方面它的技术成熟度目前来看还比较低,主要问题是钠电池的固态电解质没有特别好的固态。而且现在固态电池也不是很成熟,这也是现在固态电池需要突破的壁垒。或者把电解液换成固态电解质。但是固态电解质至今没有特别好的。正负极材料现在比较常用的就是层状材料或者硬盘材料,但钠离子的体积比例较大,在固体里面迁移更不容易,它的离子导电率在电解质里面比较差。所以如果要做固态的钠电池,就得先找离子迁移率比较高的。要研发出性能比较好的得5-10年。

9. 如果钠电池找到好的电解质,那能量密度能提高多少?如果够不到200wh/kg的话,那他对液态钠离子电池的提升非常有限。
做得好的话,可能达到150-180wh/kg。
电解液在电池里面的重量占到20%多,如果全部做成固态,做得好的话,可以做的很薄,整个能量密度也可以被优化。但是固态电解质不能被做的很薄,会有短路的风险,做厚的话,能量密度就会被降低。现在的钠电池不太成熟,所以固态电池的性能现在看还是远低于液态钠离子电池。

正负极的容量,液态里面,可以发挥90%-100%的能量,但是固态里可能只能用到60%-70%。因为涉及到离子在固体里的迁移,电解液可以渗透到正负极里,所有正负极材料的颗粒都可以和电解液接触。但是在固体里,就得要有一个离子的传输通道,但这样在正负极里,可能会导致颗粒触摸不到电解液正负极,正负极的利用率会打折,能量密度的提升也会有限。

10. 国外是否也有发展钠离子电池的计划,他们的进展如何?
美国和欧洲现在都有一些研究项目,包括美国现在也专设了一些钠离子电池的项目研发,但是美国的钠离子电池的研发进展总体上还是落后我国和韩国,现在中国和韩国是领先美国和欧洲的。

美国有几家初创公司也想做钠离子电池的产业化,但是他们的规模和技术都不如国内的相关企业。韩国的LG,三星和SKI也在布局,他们的进度和中国差不多。

11. 当钠离子的技术成熟后,能够占到的电池总装机量比例是多少?
钠离子的技术优点在量产商体现出来,缺点是能量密度比锂离子电池弱。它的应用主要集中在储能还有对能量密度要求不高的电动工具例如低速电动车,电动大巴之类的。所以如果技术发挥在钠成熟的话,它在储能领域市占率能超过50%。但是在动力电池方面,钠离子电池很难占到比较高的市场份额,最多到20%。

12. 钠离子电池和燃料电池谁可以更快更成熟的发展?
从技术成熟度上看,更看好钠离子电池,因为工艺上与锂离子电池非常类似,而锂离子电池已经非常成熟了,所以钠离子电池推进量产的过程会很快,2-3年之内相关的产业链可以建立起来。
但燃料电池要大规模生产和应用还是相对比较长远的。燃料电池是解决能源问题的终极目标,最后就是氢氧的反应,非常的清洁,能量密度也很高。但是现在的瓶颈就是氢的储存和释放,以及燃料电池里面催化剂贵金属的问题,贵金属成本很难下降,也很难找到替代的薄催化剂技术。所以这两个技术瓶颈很难在短期内攻克。燃料电池真的成熟可能要到3/50年以后,制氢的成本可以下来。

13. 如果钠离子原材料中国是可以完全自主提供,是不是不需要像锂材料这样大规模进口?
钠离子的原材料,中国的矿产足够。

14. 钠离子电池和锂离子电池燃料燃料电池是否会并存?
可能性很大。因为每个技术都有它的特点和应用场景。锂电池,燃料电池,钠电池的技术和针对性场景都不一样,所以并存的可能性非常大。包括铅酸电池也不会退出市场。目前的铅酸电池每年的量产和应用都在增长,只是增长的没有锂电池快。

15. 铅酸现在大规模用的还是什么地方?

储能电站和燃油车的起停电池,这两方面。因为它的技术成熟,产业循环也做得很好,电池回收等。虽然铅有毒,有污染,但是收回循环做的好,也可以把污染规避掉。这个回收技术是现在的锂电池还不具备的优势。但是大量的动力锂电池退役后,电池的回收利用也是存在的大问题。#投资##价值投资日志[超话]#

$神工股份 sh688233$ 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


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