半导体常见的晶体结构

决定半导体材料的基本物理特性，即原子或离子的长程有序的周期性排列。按空间点阵学说，晶体的内在结构可概括为一些相同点在空间有规则地作周期性的无限分布。点子的总体称为点阵，通过点阵的结点可作许多平行的直线组和平行的晶面组。这样，点阵就成网格，称为晶格。由于晶格的周期性，可取一个以格点为顶点、边长等于该方向上的周期的六面体作为重复单元，来概括晶格的特征。固体物理学取最小的重复单元，格点只在顶角上。这样的重复单元只反映晶体结构的周期性，称为原胞。结晶学取较大的重复单元，格点不仅在顶角上，还可在体心和面心上，这样的重复单元既反映晶格的周期性，也反映了晶体的对称性。

常见的半导体的晶体结构有金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型和氯化钠型4种，如图和表所示。在三元化合物半导体中有部分呈黄铜矿型结构，金刚石型、闪锌矿型和氯化钠型结构可看成是由两套面心立方格子套构而成。不同的是，金刚石型和闪锌矿型是两套格子沿体

对角线的1/4方向套构，而氯化钠型则是沿1/2[100]方向套构金刚石晶格中所有原子同种，而闪锌矿和氯化钠晶格中有两种原子闪锌矿型各晶面的原子排布总数目与金刚石型相同，但在同一晶面或同一晶向上，两种原子的排布却不相同。纤锌矿型属六方晶系，其中硫原子呈六方密堆集，而锌原子则占据四面体间隙的一半，与闪锌矿相似，它们的每一个原子场处于异种原子构成的正四面体中心。但闪锌矿结构中，次近邻异种原子层的原子位置彼此错开60°，而在纤锌矿型中，则是上下相对的。采取这种方式使次近邻异种原子的距离更近，会增强正负离子的相互吸引作用，因此，纤锌矿型多出现于两种原子间负电性差大、化学键中离子键成分高的二元化合物中。

主营存储芯片的芯成半导体于2015年从海外私有化，被纳入北京矽成半导体有限公司（下称“矽成半导体”）麾下，后者受到A股买家的热烈追捧，最终于2020年5月被净资产仅有12.44亿元的北京君正（300223.SZ）买下，为此，公司以发行股份的方式累计募集了70.68亿元资金，全部用于支付交易对价，得到的业绩承诺却低于其他竞购方。

矽成半导体进入合并报表首年，北京君正并未如期发布业绩预告，暗示其盈利状况可能不佳，相应的29.89亿元商誉或将面临减值风险；而公司在发行股份时的发行价格过低，即便标的公司未完成业绩或对差额做出补偿，也不妨碍发行对象在二级市场获取套利空间。

矽成半导体业绩变脸？

北京君正以发行股份及支付现金的方式购买了屹唐投资、华创芯原、上海瑾矽、民和志威、闪胜创芯、WM、AM、厦门芯华持有的矽成半导体59.99％股权，以及武岳峰集电、上海集岑、北京青禾、万丰投资、承裕投资持有的上海承裕100％财产份额，交易合计作价72亿元。北京君正直接持有矽成半导体59.99％股权，通过上海承裕间接持有矽成半导体40.01％股权，该交易在合并报表产生了35.98亿元的商誉。

据收益法评估预测，标的公司2019年和2020年预计实现营业收入4.05亿美元和4.51亿美元，净利润4399万美元和6421万美元。

以人民币汇率中间价6.98计算，标的公司2019年的营业收入和净利润分别可达28.27亿元和3.07亿元，2019年1-5月其营业收入和净利润分别为11.65亿元和7406万元，那么，6-12月的每月约可实现营业收入2.37亿元、净利润3328万元。

交易对方承诺，标的公司2019年至2021年经审计的扣非归母净利润分别不低于4900万美元、6400万美元和7900万美元。2019年，标的公司实际实现净利润4725万美元，以6.98的汇率换算成人民币为3.30亿元，说明6-12月的实际月均净利润比3328万元还高。而2020年半年报显示，自购买日5月22日至6月30日，矽成半导体实现的营业收入和净利润分别为2.12亿元和1403万元，和上述月度数据相比差强人意。上半年，北京君正原有的微处理器芯片和智能视频芯片业务毛利率分别为54.52％和25.35％，较上年同期分别提高2.63个和2.05个百分点；收购矽成半导体新增的存储芯片、模拟及互联芯片业务营业收入分别为1.90亿元和2174万元，毛利率分别为15.84％和34.33％，而矽成半导体存储芯片的历史毛利率在30.82％-36.10％。显然，并购后其毛利率骤然下降。

事实上，2020年存储芯片价格开始反d，NAND、NOR和DRAM芯片均出现不同幅度的上涨，兆易创新（603986.SH）上半年的毛利率为40.58％，较上年同期增加了2.73个百分点。2020年三季度单季，北京君正合并报表实现营业收入8.73亿元，较上年同期增加了7.77亿元，而净利润仅为1087万元，较上年同期减少了1709万元，这是一个十分诡异的信号。

矽成半导体2020年的业绩承诺以6.52汇率换算成人民币为4.17亿元，6-12月约可为合并报表带来净利润2.43亿元，是北京君正2019年净利润的4.12倍。根据2020年修订的业绩预告披露规则，创业板上市公司的净利润与上年同期相比上升或者下降50％以上应当在会计年度结束之日起1个月内进行业绩预告，匪夷所思的是，上市公司并没有如期发布2020年度业绩预告，本该因并购增厚的业绩不翼而飞了？2020年4月，公司拟续聘北京兴华会计师事务所为公司2020年度审计机构，而到了12月，公司忽然将年审计机构更换为信永中和会计师事务所，随后，矽成半导体的主承销商还变更了独立财务顾问主办人。由此看来，投资者须密切关注标的公司的业绩变化及商誉减值测试情况。

财务数据异动

矽成半导体自身未开展业务，该公司于2015年以7.8亿美元（约合人民币53.7亿元）对美国纳斯达克上市的芯成半导体（下称“ISSI”）实施私有化收购，ISSI于该年底退市，主营各类型高性能DRAM、SRAM、FLASH存储芯片及模拟芯片的研发和销售。2018年3月，矽成半导体以347.42万美元（约合人民币2185万元）收购了Chiefmax BVI的100％股权，从而间接取得武汉群茂科技有限公司100％股权，Chiefmax无实质经营业务，武汉群茂的主营业务为开发、销售光纤通信类数模混合的芯片。

早在2017年，兆易创新曾试图收购矽成半导体100％股权，作价65亿元，该交易因遭到ISSI某主要供应商反对而被迫终止。交易对方承诺标的公司在2017-2019年的扣非归母净利润分别为2.99亿元、4.42亿元和5.72亿元。与矽成半导体2019年的实际净利润相比，交易对方对兆易创新的承诺净利润高出两亿余元。也就是说，前次交易流产后，矽成半导体的承诺净利润被大幅下调。

和兆易创新相比，矽成半导体的营运能力偏弱，其应收账款周转率为6.31-7.05次，存货周转率为1.61-2.31次，兆易创新应收账款周转率为20.59-22.08次，存货周转率为2.21-3.03次，均比矽成半导体快一些。此外，矽成半导体的开发支出余额较高，2020年上半年，北京君正因合并矽成半导体而增加开发支出9616万元，而兆易创新的开发支出余额仅为1595万元，如果矽成半导体的开发支出即时转入无形资产或确认为当期损益，其净利润会受到不同程度的削减。

而且，北京君正及矽成半导体对应收款项的坏账准备计提较为宽松，2020年上半年末上市公司应收票据及应收账款余额为3.63亿元，仅计提了56万元坏账准备，计提比例为0.16％，账龄均在1年以内；相比之下，兆易创新应收账款几乎没有超过1年以上，且整个存续期内基本无逾期，但在谨慎性原则下，该公司对3-12个月的应收账款按照5％的预期信用损失率计提坏账。如果北京君正也采用5％的预期信用损失率，那么公司原本微薄的净利润将大幅下滑。

2020年二季度末和三季度末，北京君正的长期应收款分别为5.27亿元和5.33亿元，半年报显示该科目大部分为融资租赁款，公司为何大手笔开展融资租赁业务呢？公司的其他权益工具投资自2019年起居高不下，其他综合收益中包含其他权益工具投资公允价值变动和外币财务报表折算差额，2020年三季度末其他权益工具投资达到1.77亿元，而其他综合收益为-1.78亿元，对公司的综合收益产生冲击。

定增认购方不同的命运

2020年5月，北京君正向13个交易对方发行股份购买矽成半导体100％股权，其中以发行股份的方式支付对价55.85亿元，以现金支付对价16.16亿元。2020年一季度末，北京君正的货币资金为6345万元，交易性金融资产为6.97亿元，资产负债率仅为3.06％。然而，公司却没有使用自有资金及贷款的方式支付现金对价，而是选择以发行股份的方式募集了14.84亿元配套资金，支付给屹唐投资、华创芯原、武岳峰集电、北京青禾等标的公司的原股东。

募集配套资金发行股份总量为1818万股，于该年9月募集完成，发行价格为每股 82.50元，不低于发行期首日前20个交易日公司股票交易均价的90％。发行对象为关联方北京四海君芯有限公司以及非关联方张晋榆、博时基金管理有限公司和青岛德泽六禾投资中心，关联方认购了909万股，限售期为18个月，非关联方认购了909万股，限售期均为6个月。非关联方认购的股份预计于2021年3月11日上市流通，而公司的股价自2020年年底持续低迷，最低跌至63.21元，该部分限售股解锁后面临被套的窘境。

另一方面，矽成半导体的原股东，即13个交易对方的认购价格要低很多，定价标准为不低于董事会决议公告日前120个交易日公司股票交易均价的90％，每股仅为22.49元。按照约定，若标的公司承诺期届满后实际净利润累计数与承诺净利润累计数的比例未达到承诺净利润累计数的85％，即视为未实现业绩承诺，业绩承诺方将就累计数的差额部分进行补偿；若标的公司未实现业绩承诺，或业绩承诺期届满，标的公司期末减值额大于已补偿金额，则各业绩承诺方在向上市公司支付最高限额的补偿后，无须再对上市公司进行额外的补偿。

这意味着即使矽成半导体2020年和2021年的净利润均为零，业绩承诺方需要补偿给北京君正的金额也不会超过标的公司体现在上市公司账面的商誉，即不超过29.89亿元，而只要北京君正的股价超过22.49元，交易对方依然有套利的空间。

截至发稿，北京君正未就本文所涉及的问题做出回应。

硅是半导体的原因：硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。简介：硅是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。物理性质：有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。晶胞类型：立方金刚石型；晶胞参数：20℃下测得其晶胞参数a=0.543087nm；颜色和外表： 深灰色、带蓝色调；采用纳米压入法测得单晶硅（100）的E为140～150GPa； 电导率：硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。化学性质：硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，产生（偏）硅酸盐和氢气。硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。电子在原子核外，按能级由低硅原子到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。应用领域：1、高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路（包括人们计算机内的芯片和CPU）都是用硅做的原材料。2、金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷。可应用于军事武器的制造。第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。3、光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里，发生无数次全反射而向前传输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路电话；而且它还不受电、磁的干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。4、性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新。5、由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。6、硅可以提高植物茎秆的硬度，增加害虫取食和消化的难度。尽管硅元素在植物生长发育中不是必需元素，但它也是植物抵御逆境、调节植物与其他生物之间相互关系所必需的化学元素。

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