contact为什么用钨填充

因为钨具有高传导性。

钨是一种具有高传导性的金属元素,在半导体制造中,常被用作金属层间的通孔(Via)和垂直接触的接触孔(Contact)的填充。就目前火热的半导体芯片来说，新型氧化钨薄膜能很好的作为它的扩散阻挡层、粘结层和大型集成电路存储器电极等，进而能显著升高芯片产品的综合质量。

钨，一种金属元素。原子序数74，原子量183.84。钢灰色或银白色，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀。主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢。

半导体中钴元素对非金属的影响深远，以半导体为根基的第三次产业革命浪潮在人工智能和大数据的助力下不断引爆，但眼见摩尔定律濒临极限，新材料的革新势必再上一个阶梯。从 1997 年 IBM 以“铜”取代“铝”后，二十年后的今天，属于“钴”的时代在半导体产业正式登场，将挑起产业转折点的跨时代任务！

半导体产业在这几年有不少关键转折点出现，但多半是在晶体管架构、设备技术上，如 3D 立体式鳍式晶体管 FinFET 接棒 2D 平面晶体管架构、 3D NAND 架构取代传统的 2D NAND 技术，这种立体式架构的革新让半导体制程顺利走入 14/16 纳米等高端技术。

另外，荷兰企业 ASML 的 EUV 光刻机即将在 7 纳米工艺技术上实现量产，这些都在半导体行业中都具有跨越时代的意义，值得历史留名，也因为有这些转折点的产生，摩尔定律的生命因此延续。

短短数年，我们经历了 FinFET 、 EUV 光刻机的成功，而半导体产业的下一个转折点其实就在不远处，会是由新材料的革新接棒，“钴”时代即将登场，逐渐终结“钨”和“铜”的时代。

10 纳米和 7 纳米节点进入钴导线时代，设备龙头应材推动产业革命的到来

随着半导体制程朝 10 纳米以下发展，原本以“铜”作为导线材料开始暴露导电速率不足等缺点，让制程工艺技术在 10 纳米、 7 纳米节点上遇到瓶颈，因此半导体大厂和设备大厂纷纷投入新材料研发，突破半导体制程技术的限制。

美国公司应用材料（Applied Materials, Inc）是全球半导体设备龙头，每年投入的研发经费十分可观，也是最早投入以“钴”作为导线材料取代传统“铜”、“钨”的半导体技术大厂之一，现在，这样的产业革命已经即将要落实在商用化芯片，具有划时代的意义！

在 10 纳米、 7 纳米等先进工艺下以“钴”作为导线材料，可以达到导电性能更强、功耗更低，芯片达到体积更小的目标，应材解释，这就是推动“PPAC”（效能 performace、功耗 power、面积 area、成本 cost）不断往前，未来甚至往下做到 5 纳米、 3 纳米工艺节点。

应用材料解释，不像是晶体管的体积越小，效能会越高，在金属镀层的接点和导线上，反而是体积越小，效能越差，如果把导线比喻成吸管，吸管越小是越容易阻塞，因此，导线材料的选择上有三个关键参考点，分别是填满能力、抗阻力、可靠度。

在 30 纳米以上的工艺技术，“铝”在填满、可靠度两方面表现不佳，但“铜”则是十分称职，因此仍扮演很重要的材料。

然进入 20 纳米以下高端工艺后，无论是钨、铝、铜的表现其实都不理想，相较之下，“钴”在填满能力、抗阻力、可靠度三方面是异军突起，尤其在半导体 10 /7 纳米以下的高端技术，“钴”是新一代导线材料之王。

图丨钨铝铜钴的比较

应材分析，晶体管的关键临界尺寸（Critical Dimension）是在 15 纳米左右，意思是到了该尺寸时，钴与铜的性能参数比达到交叉点，而所谓晶体管的关键临界尺寸，与制程技术工艺节点之间的比例约是 2 比 1，意思是，当 15 纳米是使用铜材料的关键临界尺寸极限，放大到制程工艺节点上，瓶颈就是 7 纳米左右。

关于“钨”时代的登场，应材进一步表示，在芯片关键临界尺寸的微缩上，“钨”与“铜”两个金属材料在 10 纳米以下已经无法完成微缩任务，因为其电性在晶体管接点与局部中段金属导线制程上已逼近物理极限，“钨”与“铜”再也无法导入成为接口，这就成为 FinFET 无法发挥完全效能的一大瓶颈。

而“钴”这个金属刚好能消除这个瓶颈，但也需要在制程系统策略上进行变革，随着产业将结构微缩到极端尺寸，这些材料的表现会有所不同，而且必须在原子级上，有系统地进行工程，通常是在真空的条件下进行。

日本经济产业省在2019年7月1日宣布对韩国实行出口审查管制，将韩国自外汇出口贸易法令名单删除，并与2019年7月4日对出口韩国的OLED面板表层防护材料氟聚酰亚胺、半导体黄光制程关键材料光阻剂和刻蚀气体高纯度氟化氢等化学原料进行出口审查，一时间整个半导体市场炸了窝。此外有消息称韩国将从中国进口高纯度氟化氢等半导体材料，国内多氟多等相关公司股价一飞冲天。

除了氟聚酰亚胺和高纯氟化氢等外，另一种半导体材料溅射靶材也是必不可少的重要材料，江丰电子（300666.SZ）和阿石创（300706.SZ）、有研新材子公司有研亿金在溅射靶材领域已经颇具规模，在市场中也具有一定竞争优势，是半导体材料国产化中的重点企业。目前江丰电子和阿石创上半年业绩预告都已经披露，有研新材半年报业绩预告还不见踪迹，因此我们主要回顾下江丰电子和阿石创的业绩。

上半年业绩预告回顾

上市两个年头，江丰电子净利润减半

江丰电子业绩预告显示，公司2019年上半年归母净利润1598.59-1106.72万元，相比去年同期的2459.37万元，降幅35%-55%，业绩下降的原因主要是2019年实施了第一期股票期权激励计划，上半年摊销相关费用约为556.16万元，约占上年同期归母净利润的19.22%；报告期内随着公司产能和规模不断扩大、各项研发项目加大力度，导致报告期内研发费用、折旧等相关费用支出同比有所增加，再加上公司银行借款金额增加带来利息费用增加，以及预计公司今年1-6月份非经常性损益935万元，公司上半年业绩有较大幅度降低。

江丰电子的主营业务是高纯溅射靶材的研发、生产与销售，产品主要是各种高纯溅射靶材，包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等，主要用于集成电路、液晶面板、薄膜太阳能电池制造的物理气相沉积工艺即PVD，用于制备电子薄膜材料。

江丰电子是2017年6月上市的，上市之初公司净利润还有2000万元的规模，而上市刚满两个年头净利润就下滑至原来的一半，也显得不太正常。

售价下跌，阿石创利润跌破千万元

阿石创在业绩预告中提到，公司上半年归母净利润870-1250万元，相比去年同期的1919.88万元，归母净利润下降34.89%-54.68%，公司上半年业绩与江丰电子一样腰斩了。

阿石创在公告中提到，公司根据下游市场变化情况，不断优化产品销售结构，促使营收较上年同期相比稳定增长，但部分产品受到积极的销售政策影响导致销售单价下滑，同时由于优化产品结构所投入的高端大型设备产能未能完全释放导致折旧等固定成本增加，因此净利润较上年同期有所下降。

阿石创是一家专门从事各种PVD镀膜材料研发、生产与销售的企业，主要产品是溅射靶材和蒸镀材料，其中溅射靶材主要用于平板显示、光学光通讯、节能玻璃等行业，蒸镀材料主要用于LED、平板显示和半导体分立器件等领域，同时公司拟还加大力度，积极拓展半导体、光伏等行业。

阿石创2017年9月上市，比江丰电子晚了三个月，上市之初公司拟净利润3500万元左右，但倘若半年报披露后公司净利润真的降到800多万的话，公司的投资价值就要重估了。

什么是溅射靶材？

江丰电子、阿石创和另一家上市公司有研新材（600206.SH）子公司有研亿金均有溅射靶材这项业务，那么什么是溅射靶材，这三家公司的溅射靶材业务有什么区别，笔者下面做个简单介绍。

先说溅射靶材。溅射靶材主要应用在晶圆制造和先进封装过程中。以芯片制造为例，我们已经知道在芯片制造过程中有几大关键步骤：光刻、刻蚀、离子注入和抛光等，在抛光工艺CMP之后还有一个金属化的过程，溅射靶材就是在芯片金属化过程中，通过CVD设备使用高能粒子轰击靶材然后在硅片上形成特定功能的金属层，比如阻挡层和导电层。

溅射靶材产业链主要环节有金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用，其中靶材制造和溅射镀膜是关键环节，江丰电子给我们介绍了铝靶的制造过程如下（其他靶材制造过程类似）：

靶材的分类很多，按照应用领域分类，靶材可分为半导体用靶材、平板显示用靶材等不同类型，其性能一起也有较大差别：

智研咨询数据显示2016年全球溅射靶材市场规模达到113.6亿美元，其中平板显示、半导体、太阳能电池、记录媒体和其他用五大类型的靶材市场规模分别为38.1亿美元、11.9亿美元、23.4亿美元、33.5亿美元和6.7亿美元，平板显示市场容量占比达到33.54%，半导体市场占比仅有10%左右。相比于千亿美元级别的集成电路市场，溅射靶材的市场规模就小了很多，但其成长性较高，2016年智研咨询的数据显示，预计2016-2019年溅射靶材市场规模GAGR13%， 2019年达到160亿美元左右。

在集成电路用高纯金属靶材领域，江丰电子打破了美日跨国公司的垄断，填补了国内电子材料行业的空白，解决了从无到有的问题，但若要想在该行业内竞争，现有实力还是远远不够。毕竟在全球范围内，美国霍尼韦尔、普莱克斯、日本日矿金属、东曹、住友化学等无论是技术水平还是研发实力、资金实力等都是全球领先，也占据着全球溅射靶材市场绝大部分份额，2015年日本日矿金属在整个溅射靶材市场的份额高达55%，前五大厂商市场份额达到80%。实际上包括溅射靶材在内的半导体材料领域，中国占全球市场的比例2016年仅有2%左右，国产化率也仅有20%左右，还以中低端为主，在高端领域，国内企业想做的功课还很多。

在国内江丰电子还面临诸多国内企业的竞争。除了江丰电子，国内目前做溅射靶材的公司主要有有研新材和阿石创，其中有研新材子公司有研亿金生产半导体用溅射靶材，阿石创主要生产平板显示用溅射靶材，而江丰电子半导体溅射靶材和平板显示溅射靶材均有。

靶材三杰的比较

业务差异

招股书资料显示，江丰电子的靶材主要分为铝靶、钛靶（包括钛环）、钽靶（包括钽环）、钨钛靶，其中钛靶和钽靶主要用于半导体领域，铝靶和钨钛靶有一部分可用于太阳能电池领域，下游客户半导体领域江丰电子的产品进入台积电、格罗方德、中芯国际等一线半导体企业，太阳能用靶材的主要客户是SunPower：

阿石创是从事PVD镀膜材料的研发，目前该产品分为两大类：溅射靶材和蒸镀材料，其中溅射靶材主要是用于平面显示，按照原材质种类阿石创将溅射靶材分为以下三个种类，分类标准与江丰电子不同：

蒸镀材料是阿石创的另一大产品，按照材质公司也将蒸镀材料分为氧化物蒸镀材料等三大类，蒸镀材料主要用于光学元器件、LED、平板显示等：

在收入构成上，2018年阿石创主要的收入是PVD镀膜材料，占到公司营收的96.84%，其中溅射靶材收入占比77.93%，蒸镀材料收入占比18.91%。

客户群体上阿石创与江丰电子相比稍逊一些，招股书显示公司主要客户为北方光电、中电 科技 （南京）电子信息发展有限公司、湖北森浤光学有限公司和南玻集团和蓝思 科技 等，而江丰电子在平面显示领域的客户为京东方和华星光电。

有研新材的业务比江丰电子和阿石创更复杂，其主要业务是高纯金属及稀贵金属材料、高端稀土功能材料等，其全资子公司有研亿金从事的是溅射靶材及蒸发材料等微电子用薄膜材料，目前有研亿金的主要产品有以下几种：

其中在4-8寸芯片制造用靶材市场有研亿金市国内占率第一，在8-12寸先进封装行业用靶材市场公司同样市占率第一。在客户方面，有研新材的主要客户有日立材料、日本先进材料株式会社、优美科等，客户质地同样要好于阿石创。

营收规模有研亿金最高

既然说到了公司就不能不说营收规模。有研新材业务多，体量大，其营收规模也是三个公司中最大的，2018年有研新材、阿石创和江丰电子的营收分别为47.68亿元、2.56亿元和6.50亿元，营收规模阿石创最小。

有研亿金是有研新材体系中从事溅射靶材的主体，如果将有研亿金与阿石创和江丰电子对比，从营收规模上来看有研亿金还是最大的，2018年其营收规模达到17.01亿元，远高于阿石创和江丰电子：

从营收增速来看，阿石创、江丰电子和有研亿金2016年以来的营收增速是放缓的，这与过去几年整个半导体行业景气度下行相关。有研新材复杂的业务体系决定了，即便个别业务下降，但在其他业务增长之下，整体业务还是可以保持增长。

综合盈利能力江丰电子最稳定

笔者简单对照了下这几家公司的综合毛利率，发现江丰电子的综合毛利率一直维持在31%左右，其他公司毛利率近几年均有不同程度的下滑，这个可能与江丰电子优质的客户资源有关，毕竟其最主要的产品半导体溅射靶材已经进入台积电等供应链体系，平面显示溅射靶材的客户也是京东方这样的优质客户。但是ROE方面这三家公司都出现一定幅度的下降，尤其是江丰电子和阿石创，ROE下降幅度很大，这与公司成本费用控制能力、原材料价格波动等因素有关，鉴于时间太晚的缘故，笔者就不展开了，等这三家公司半年报正式发布了，再依次讨论：

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