光电材料与器件专业能干半导体吗?

作者：芯查查

谢邀！半导体作为交叉学科融合了数学、物理、化学、材料、机械、信息和计算机等基础学科，可选择范围比较广。如果想从事半导体行业，一是可以从微电子学和集成电路设计与集成系统两个专业入手；二是可以从电子科学与技术、电子信息工程、电子信息科学与技术、电子封装技术等电子信息大类下的专业入手；三是通信工程、光电信息科学与工程等相关专业也可从事芯片行业。具体来看，以下几个专业跟集成电路产业密切相关：专业1：电子电气工程电子/电气工程（EE）是芯片设计与制造领域的主要专业，也是跨学科比较多的专业之一，需要擅长数学、物理、计算机等相关学科，每个方向要求不同。主要研究方向（部分）为：通信与网络：实现人与人、人与计算机、计算机与计算进行信息交换的链路，从而达到信息共享，4G技术，因特网、WIFI等都属于此范畴。微电子：研究半导体材料上构成的小型化电路、电力及系统的电子分支，是在电子电路超小型化中逐渐发展起来的。自动化：是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、 *** 纵控制，实现预期目标的过程。比如，设定空调按时关闭的控制板、制造汽车的机械臂、包装流水线等。生物工程：主要运用于医学领域，比如，超声波、CT及生物传感器等。电子学与集成电路：是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。光电：以光电子学为基础，综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。比如，激光、全息摄影技术及太阳能光伏就是光电。电力工程：与电能的生产、输送、分配有关的工程。比如，电线、变电站、火电厂、风力发电、水力发电及核电厂。电磁学：研究电磁波、电磁场，以及有关电荷、带电物体的动力学等。比如，扬声器、电磁开关、磁疗及电磁炉等。材料与装置：研究的范围涵盖了半导体器件、微电子器件纳米材料等。专业2：计算机类计算机专业涵盖软件工程专业，主要培养具有良好的科学素养，能系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。如本科计算机大类中计算机科学与技术、网络工程、软件工程、物联网工程、智能科学与技术、信息安全、空间信息和数字技术等专业。规划发展数字芯片设计的同学，本科可选择计算机专业，研究生再到微电子专业。专业3：通信工程通信工程专业是一个基础知识宽、应用领域广阔的综合性专业，涉及无线通信、多媒体和图像处理、电磁场与微波、医用X线数字成像、阵列信号处理和相空间波传播与成像以及卫星移动视频等众多高技术领域。培养知识面非常广泛，其中也涉及到电子技术，可以作为一个集成电路发展的专业选择。从具体领域来看，基于目前芯片设计人才紧缺的现状，芯查查认为一些相关的专业也可以选择。比如：本科类的农业电气化、工业工程、机械工程（输电线路工程）、机械电子工程、测控技术与仪器、电子信息科学与技术、电气工程及其自动化、电气工程及其自动化（创新）、电气工程及其自动化（实践）、自动化、过程装备与控制工程、通信工程等。“芯片”制造方向的专业有：材料物理、机械设计制造及其自动化、光电信息科学与工程、材料科学与工程、集成电路设计与集成系统等。当然，芯片制造也可以从微电子科学与工程、集成电路设计与集成系统、电子科学与技术、电子信息工程、电子信息科学与技术、电子封装技术、通信工程、光电信息科学与工程、计算机等专业方向入手。此外，在集成电路领域，美国的麻省理工学院MIT、加利福尼亚大学U.C. Berkely、斯坦福大学Stanford，中国台湾的台湾交通大学，新加坡的南洋理工等都是研究水平顶尖的高校，有条件的同学也可以根据情况进行选择。作为今后能够从事芯片研发设计等相关工作的主要专业之一，集成电路专业毕业生在就业前景方面比较宽广，而且这一行业也是正处于朝阳行业，具有良好的发展潜力。从事行业包括：1、电子技术/半导体/集成电路2、新能源3、计算机软件4、其他行业5、通信/电信/网络设备从事岗位包括：1、硬件工程师2、电子工程师3、电气工程师4、模拟集成电路设计工程师5、高级硬件工程师相关集成电路专业课程，请登录芯查查APP和XCC.COM“学堂”栏目查看。之前我写过一篇关于半导体择校和薪资的文章，可以看看：

屈原在他的代表作十万个为什么《天问》中问道：交错而生的阴阳宇宙，其本源与演化究竟如何？都说天有九重，又有谁去度量？（“阴阳三合，何本何化？圜则九重，孰营度之？”）。

大约2300年后，名为“天问”的中国行星探测任务启动。“天问一号”火星探测器飞向苍茫宇宙，将于明年二月抵达火星。火星当然不是终点，但是在迈向更远星空的旅途上，比如——太阳。

一、踩上风口，关于材料的美好前景

宇宙中有许多太阳（恒星），离它们越近温度就越高，辐射就越强，远远超出一二代半导体的承受极限，所以目前探测器去不了离太阳们太近的地方。因为探测器也需要芯片，因此对于半导体基础材料的要求更高。

于是， 耐高温、耐高频、抗辐射 又 适应大功率 的第三代半导体闪亮登场了。

半导体一二三代主要以材料区分：

【第一代】：主要用硅和锗，是目前绝大部分器件的原料；

【第二代】：砷化镓和磷化镓成为4G通讯设备的主流；

【第三代】：以氮化镓、碳化硅、氧化锌和金刚石等为代表，尤其是碳化硅和氮化镓各擅胜场。其中 碳化硅 耐高温耐高压，主要用于千伏级别如电动车、高铁或工业用途。 氮化镓 主要用于中压（约600伏）产品。虽然与硅材料有部分重叠，但良好的移动性特别适合高频率场景，所以在 基站 、 5G通讯 等场景占优。

半导体性能越来越强，对材料的要求自然水涨船高。为了能生产第三代半导体材料，上世纪60年代末，一种把 金属有机化合物 气化，在高温反应室里发生化学反应得到相应材料的技术—— MOCVD ，成为了主流技术。用于这种技术的金属有机化合物统称 MO源 。全世界MO源供应商有4家玩儿得最大，对岸3家我国1家。中国这家就是南大光电（300346）。其主要产品纯度都做到了6N（99.9999%）级，而且与许多用户有深度合作，竞争态势不错。

摘自《南大光电2020年半年报》

中国拥有世界上已探明镓储量的绝大部分，公司未来很可能成为全球 三甲 基镓 龙头。三甲基镓是制备氮化镓的必需原料，所以三代半导体这个风口，南大光电算是踩中了。

另一方面，由于三代半导体还处于起步阶段，公司的MO源目前主要用于LED行业。LED这些年竞争不断加剧，所以公司MO源产品的 毛利率有所下滑 ，但整体上还是不错的。

摘自《南大光电2020年半年报》

不过公司特气产品 毛利下滑 十分严重，这是另一个故事了……

二、有钱任性，关于收购的悲伤故事

在MOCVD技术中，MO源进入反应室需要与高纯超净特种气体，也就是 高纯电子特气 混合。这种气体不但重要，纯度和洁净度直接影响加工精度，而且用量很大，是用量仅次于硅片的半导体材料。公司的磷烷、砷烷气体纯净度都做到了6N级别，是国内LED行业主要的气体供应商，在电子行业也有进展，硅烷、硼烷已经准备投放市场。特气比MO源的利润丰厚很多，去年上半年公司 特气产品毛利率高达60.76% ，简直高得不像制造业！

明星业务急转直下，源自一场有钱任性的并购。

去年8月5日，公司公告拟出资2.5亿收购山东飞源气体57.97%的股权， 溢价率高达235% ！

摘自《南大光电取得飞源气体57.97%股权的公告》

这个收购案的诡异之处在于飞源气体2019年7月才由山东飞源 科技 有限公司通过分立方式设立，其提交的财务文件中2017和2018年 财务报告均是模拟数据 ，两年分别亏损0.3亿和0.2亿，2019年前7个月又亏损近千万。可以说，南大是高溢价收购了别人还没做起来的业务自己做。

公告一出，深交所发了《关注函》，连发九问要求公司说明收购的合理性。公司答得头头是道，最终于去年11月底完成了收购。

任性收购的恶果从去年底开始显现。公司各项费用飙升，利润大幅下滑，直到今年上半年仍没有改善的迹象。公司扣除非经常损益的 净利润骤减87.74% ， 经营现金流萎缩260.60% ，由正转负。橙哥估计，买来的这部分业务还亏着呢。

摘自《南大光电2020年半年报》

这里面要说一下的是研发费用。根据半年报，上半年公司研发投入增长40%，如果属实的话那说明公司 大部分研发投入已经符合资本化条件 ，所以计入费用的部分不增反减，这也符合公司不断有新产品进入市场的现状。

但是飙升数倍的销售费用和管理费用告诉我们，公司的销售并不顺畅，对收购资产的整合也远没有完成。

三、结语

上半年，南大光电193nm高端光刻胶项目（可用于90-14nm技术节点集成电路制造）顺利投产并开始进行客户验证。公司另一高端材料ALD前驱体也具备量产能力并实现小规模销售。近日，公司公告收购杜邦公司19项新型硅前驱体技术资产包，继续增厚技术储备。综合来看，南大光电基础不错，核心产品有积淀，新业务发展也不错。但是一次任性的收购无异于给自己买了一个大包袱，何时卸下这副重担，年报或许有答案。

注：本文不构成投资建议，股市有风险，投资需谨慎，没有买卖就没有伤害。

为了写完光刻胶的研究任务，挑了南大光电， 本文写完的时候也是一个月前，一直放到草稿箱里到今天才发 ，所以一些信息可能没更新（比如南大光电的光刻胶通过的客户认证）。

公司的主营业务主要有MO源、光刻胶、电子特气、ALD前驱体产品。

我想此刻我们的心情是一样的。

为了了解这2个英文字母+1个汉字，估计我得对各个概念如剥笋般层层研究。首先看MO源，即“高纯金属有机源”，是制备LED、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原材料，在半导体照明、信息通讯、航天等领域有极重要的作用。公司2010年在国内MO源的市场份额60%，全球15%。

它的下游客户，带“光电”二字的公司很多，可以进一步了解到，这个东西应该主要应用于光电子行业，如LED和太阳能电池。

好了，虽然不知道这个东西，但至少可以了解到它是做半导体的某种核心基本材料，看样子是不可或缺的。而且公司是这一块的绝对龙头（都60%市占率了还能说啥？）。

MO源“是利用先进的金属有机化学气相沉积（以下简称‘MOCVD’）工艺生成化合物半导体材料的关键支撑原材料，因而又被称为MOCVD的‘前体物’。MO源的质量直接决定了最终器件的性能，因此MOCVD工艺对MO源的质量要求很高，其中纯度是衡量MO源质量的关键指标。”

气相沉积不难理解，我个人通俗理解是，用化学气体或蒸汽附在材料上，形成一个涂层。化合物半导体就是之前我在《三安光电年报解读》中讲到的SiC、GaN之类。所以我对MO源这句话的通俗理解就是：为了做出SiC之类的第三代半导体，你得用上气相沉积（MOCVD）工艺，那为了用好这个工艺，你得用上高纯度的MO源。

MO源有60多种，三甲基镓和三甲基铟是最主要的两种MO源，其中又以三甲基镓的用量最大，使用比例在80%左右，三甲基铟使用比例平均不超过10%。

招股书继续写道：

看到这里林北清楚多了：三安、乾照等LED外延片供应商，使用的是MOCVD技术，把MO源上的原材料附着在衬底上，外延生长出化合物半导体，也就是我们常说的LED外延片。事实上，90%以上的MO源都被用于生产LED外延片。所以，对MO源市场前景的判断，关键就看LED的市场前景，而其需求又和MOCVD设备直接相关。

话虽如此，往后的报表却很不乐观。LED后来进入产能过剩阶段，MO源价格也跟着讲，毛利也从80%陆续下降到70%、60%、50%，其中用量最大的三甲基镓的毛利率更是从上市前最高70%掉到6%。

即电子特种气体，号称半导体生产过程中的“粮食”。具体可以看一下林北写过的《华特气体年报解读》。

公司于2013年成立了全椒南大材料，2016年才完成高纯磷烷、砷烷产品的产线建设；2019年直接并购山东飞源，又获得了三氟化氮、六氟化硫的生产能力。特气业务增长迅速，17年开始每年营业额是3600万、7800万、1.64亿，已经比MO源还多，毛利率也稳定在50%左右。

特气这个行业不太好理解，主要是气体太多太杂，各个环节要用到的气体也不一样。在《华特气体年报解读》一文中，林北明确表示对特气公司只看不投，因为真的不懂。

2016年公司参股了北京科华微电子材料有限公司，经过笔者研究，北京科华应该是目前国内技术实力最强的光刻胶企业，唯一一家通过了EUV光刻胶“02专项”研发。但是现在在北京科华的工商信息上，看不到南大光电了，记录显示是2019年初转让掉的。

2018年，“193nm光刻胶及配套材料关键技术开发项目”和“ArF光刻胶开发和产业化项目”获得国家02专项的正式立项，获得中央财政拨款1.3亿。公司新设了光刻胶事业部，成立“宁波南大光电材料有限公司”。

总而言之，公司虽然有光刻胶的概念，但并没有实际开展业务，而且充满不确定性。不像晶瑞股份等是从g线、i线开始做，而是一上来就搞ArF，而且都处在“专项科研”阶段。

说它是业务有点勉强，它是公司16年和 科技 部签订的一个研究项目“ALD金属有机前驱体产品的开发和安全离子注入产品开发”。前驱体就是一个东西之前的形态，就像暴龙兽之前是亚古兽，再之前是滚球兽一样，额，这是我的理解。

ALD即原子层沉积，前面讲到气相沉积，就相当于给衬底烘一层蒸汽让物质附在上面，而ALD更厉害，直接以单原子膜的形式一层一层地附在上面。ALD懂了，前驱体懂了，ALD前驱体是什么，抱歉，我还没看懂。

南大光电是一家典型的高 科技 公司，所以林北只研究了它的行业，用来辅助最近的光刻胶行业调查任务，并没有对财务进行分析。总而言之，南大光电之前做MO源，但最近这门生意好惨。为了走出困境，公司积极布局电子特气行业，经过3年努力，特气的业务已经超过了老业务MO源。

然后是我关心的光刻胶行业，作为南大的校企（大股东南京大学资产经营有限公司），公司也理所当然地能拿到国家科研专项任务，一上来就高举高打研发ArF光刻胶，这可是中国目前没有办法供应的产品，同样还在研发的还有北京科华和容大感光。当然，所有这些公司都还在研发中，还没有一家投放市场，接着光刻胶的概念，好几年股价震荡的南大光电迎来大涨。

2019年1月，南大光电卖掉了北京科华的股份，价值1.7亿，获得了近2000万投资收益，占利润总额的28.87%，多好的一只母鸡就这么被卖掉了，现在公司多了一家技术NB的竞争者。但笔者不是公司高管，对此举不好评论。

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