美国纽约大学：二维半导体器件制造工艺取得重要突破！

背景

目前，以硅为代表的传统半导体材料正在面临严峻挑战。通过原理创新、结构改善、工艺进步，科研人员很难再大幅度提升硅基半导体器件的总体性能。“后摩尔时代”已经悄然到来。作为有望取代硅基半导体材料的新一代半导材料，近年来二维半导体的研究进展迅猛。

石墨烯凭借机械强度高、导电导热性好、轻薄、柔性、透明等优势，一度被誉为“新材料之王”，也让二维材料成为了备受瞩目的热点。遗憾的是，石墨烯中独特的碳原子排列，虽然有利于电子轻松地高速流动，但也使之不适合作为半导体。石墨烯没有带隙，无法选择”打开“或者”关闭“电流，而这种二进制开关机制正是现代电子器件的基础。

不过除了石墨烯之外，越来越多的二维材料被人类发现并研究，其中也不乏可以作为半导体的二维材料，例如过渡金属硫族化合物、黑磷等。科学家们已经通过这些二维材料创造出诸多半导体器件，例如：

然而，在二硫化钼（MoS2）为代表的二维半导体器件的制造工艺中，采用电子束光刻技术，将金属电极纳米刻画到这种原子级二维材料的层上，目前会产生一些问题，导致“非欧姆接触”与“肖特基势垒”。

创新

近日，美国纽约大学工学院化学与生物分子工程系教授 Elisa Riedo 领导的团队，报告了原子级薄度处理器制造工艺中的一项重要突破。这一发现不仅将对纳米芯片制造工艺产生深远影响，而且也将鼓舞全世界各个实验室中 探索 将二维材料应用于更小更快的半导体的科学家们。

团队将他们的科研成果发表在最近一期的《自然电子学（Nature Electronics）》期刊上。

技术

他们演示的这种刻蚀技术，采用了加热至100摄氏度以上的探针，超越了在二硫化钼等二维半导体上制造金属电极的普遍方法。科学家们相信，这种过渡金属属于有望替代硅应用于原子级微型芯片的材料。团队开发的新制造方法，称为“热扫描探针刻蚀技术（t-SPL）”，相比于目前的电子束光刻技术（EBL）具有一系列优势。

价值

首先，热刻蚀技术显著提升了二维晶体管的质量，抵消了肖特基势垒。肖特基势垒阻碍了二维衬底与金属交界处的电子流动。其次，不同于EBL，热刻蚀技术使芯片制造者可轻松获取二维半导体图像，然后在期望的位置刻画电极。再次， t-SPL 制造系统有望显著减少初始投入以及运营成本：它们通过在一般环境条件下的运作大幅降低功耗，无需生成高能电子以及超高真空。最后，这种热加工方法很容易通过采用“并行”的热探针来扩展，从而应用于工业生产。

Riedo 表示，她希望 t-SPL 将许多加工过程带出稀缺的净室，带入个人实验室。在净室中，研究人员们必须为这些昂贵的设备争取时间；而在个人实验室中，他们将迅速地推进材料科研与芯片设计。3D打印机这个先例，就是一个很好的类比。有朝一日，这些低于10纳米分辨率的 t-SPL 工具，在普通环境条件下，依靠标准的120伏电源运行，将遍及像她的实验室一样的各个研究实验室。

参考资料

【1】https://engineering.nyu.edu/news/breakthrough-reported-fabricating-nanochips

【2】https://www.nature.com/articles/ncomms8702

【3】Xiaorui Zheng, Annalisa Calò, Edoardo Albisetti, Xiangyu Liu, Abdullah Sanad M. Alharbi, Ghidewon Arefe, Xiaochi Liu, Martin Spieser, Won Jong Yoo, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Carmela Aruta, Alberto Ciarrocchi, Andras Kis, Brian S. Lee, Michal Lipson, James Hone, Davood Shahrjerdi, Elisa Riedo. Patterning metal contacts on monolayer MoS2 with vanishing Schottky barriers using thermal nanolithography . Nature Electronics, 20192 (1): 17 DOI: 10.1038/s41928-018-0191-0

半导体工业是电子工业的一个分支，本质上仍然是制造业。与网路产业不同的是，半导体产业仍然需要制造设备和工厂，有特定的产品要生产，并且需要设计、生产、包装、测试和销售。简单来说，整个产业链分为三大环节：上游公司定义与设计 芯片 、中流晶片制造芯片、下游厂商将芯片应用于个人电脑、手机等领域。

       产业链的上游是电子自动化设计(EDA)软件供应商和集成电路设计公司。EDA主要有三家Synopsys、Cadence和Mentor，公司在不同领域的专业知识，但业务也是交叉的，国内厂商有华达九天。设计公司有英特尔、高通、联发科技、博通等，国内设计公司有华为海斯、紫光占瑞和惠定科技等。

图1半导体产业链上游企业

        产业链的中间环节是由许多以晶圆制造商为核心的企业组成的。知名的晶片制造商包括英特尔、三星、台积电、格罗芬德和中芯国际，它们需要从设备制造商那里购买设备。此外，亦有需要向其他原料制造商购买制造晶片所需的消耗品。所购设备主要包括光刻机、蚀刻设备和沉积设备；采购的原材料主要包括单晶硅、光刻胶、湿式电子化学品、特种气体等。芯片生产完成后，将交给封装测试制造商对芯片进行测试和封装。包装企业是具有代表性的月光、安全和国内长期动力技术，通福微动力和天水华天。

图二：产业链中游企业

        下游企业是联系最广泛的公司，包括移动电话制造商苹果、三星、华为、特斯拉和比亚迪在汽车领域，联想和惠普在个人电脑领域。此外，还有物联网、医疗电子等应用。

图3：下游企业、芯片应用和具有代表性的公司

        半导体行业设备的头等大事，芯片节电的速度取决于工艺，工艺取决于设备。

        一、摩尔定律接近极限，集成电路技术成熟，产业成熟，成本和服务将决定成熟产业的核心竞争力。

       迈克尔·波特指出，在产业成熟的过程中，成本和服务将成为产业的核心竞争力。

       英特尔(Intel)联合创始人戈登·摩尔(GordonMoore)在1965年提出，当价格保持不变时，集成电路类的元件数量将每18至24个月翻一番，性能将翻一番。简单地说，在大约两年的时间里，消费者将能够以同样的价格购买性能是现在的两倍的芯片。在过去的40年里，集成电路工业的发展一直遵循摩尔定律，但它不可能永远持续下去。近年来，技术更新周期有所放缓。

图4摩尔定律预测了每个集成电路的晶体管数目。

       可以观察到，台积电2011年生产28 nm、2015年生产16 nm、2018年量产7 nm、20 nm和12 nm 10 nm以及其他升级的过度生产工艺。先进的工艺更新周期已经从最初的18个月减缓到2年，现在已经放缓到3年左右，未来5 nm甚至3 nm的更新周期可能会更长。

       直到2000年，在光刻市场上有三家供应商，即尼康、佳能和阿斯梅尔。目前，ASMAI家族是唯一留在20 nm的公司，另外两家由于研发和利润压力而放弃最新光刻技术的开发。其余的Asmae占光刻市场的80%。

图5：半导体工艺已慢慢接近物理极限

       这些迹象表明，集成电路制造工艺的进步越来越困难，集成电路产业正在从成长性向成熟性转变。在成熟的产业过程中，成本和服务将成为产业的核心竞争力。

       以成熟的传统汽车工业为例。2004年，该波导从南汽集团撤出。一年前，该公司获得了超过1亿元人民币的58股股份，以控制南汽集团无锡汽车车身有限公司。前后一年左右的对比如此之大，正是由于产业竞争策略的制定错误。不可否认，在2004年左右，中国的汽车工业仍然是一个积极的行业，而且这个行业已经以惊人的速度发展。我国庞大的人口和潜在的巨大需求一直是支撑着工业发展的巨大推动力，在一个快速增长的工业中。一个企业只需要伴随着工业的进步就行了，不需要太多的努力。这也许是《波导》进入汽车行业的原因，但随着汽车行业竞争的升温，无论是美国汽车巨头通用汽车和福特，还是德国大众和奔驰，以及日本的丰田和本田汽车，他们关注成本优势，同时也关注本土汽车企业，他们在中国市场上的竞争加剧，这减少了中国汽车行业巨大利润的泡沫。对于当时的汽车工业企业来说，汽车工业增长缓慢，客户多年来积累的知识和经验，以及更为成熟的技术，带来的结果是，竞争趋势变得更加注重成本和服务。这一发展改变了市场对企业在该行业取得成功的需求。

       这与过去三四十年来集成电路的发展非常相似，芯片的性能主要取决于设计技术和制造技术。在过去的二十年里，芯片随着制造技术的进步而不断进步，而设计技术并没有得到很大的更新。PC芯片仍然是以Intel公司为主导的X86体系结构，而复杂计算机指令集的CISC迁移则是由ARM体系结构主导的。采用精简的计算机指令集(RISC)。制造技术依赖于制造设备的技术进步，现在设备的进步已经接近半导体的物理极限。据专家预测，半导体芯片制造工艺的物理极限为2~3 nm。摩尔定律似乎是十年来唯一可以再做的事情&现状；生存与现状；。

       缓慢的增长、更多的知识客户和更先进的技术已经导致了竞争趋势变得更加以成本为导向和服务为导向。随着产品标准化、成本和技术成熟度的日益重视，产业转型往往出现明显的国际竞争。

      在国际竞争中，国内企业的劣势在于起步较晚，但从后来的分析中我们可以看出，企业之间的差距正在逐年缩小。现在差距大约是2 - 3年。优点是（1）低。研发成本，制造成本和技术支持成本（2）所有研发人员和技术支持人员均在中国，可以提供更及时，更低成本的现场技术支持。 （3）研发人员更贴近国内市场，了解客户需求，并提供定制服务

       1。成本优势：国内企业在研发成本和原材料成本方面具有绝对的竞争优势。

      所有国际设备制造商都在中国设有办事处。他们主要负责各种生产线的设备销售和技术支持工作。它们不涉及研发和制造。众所周知，信息和通信技术行业的硕士学位毕业生每年在家领取20万至40万元人民币。在美国等发达国家，这一数字将增至80,000美元至100,000美元，是国内水平的两倍以上。设备巨头asml每年的营收占总收入的10%至15%。近年来，由于进程日益先进，这一数字有所增加。生产中原材料的成本占经营成本的50<垃圾&GT-60<垃圾&GTlt垃圾&GT想到未来在设备更新缓慢，我们在人为研发成本上的绝对成本优势，和原材料价格，当国内半导体设备会发光。

      2。服务优势：国内企业可提供更完善、更方便的现场技术支持，增加客户粘性。

       外资企业的高服务成本已成为国内企业的共识。在这方面，国内企业可以依靠本地优势，提供更及时、更低的售后服务费用，以改善下游客户对公司的粘度和满意度。今后，公司应在不断拓展市场的基础上，努力构建和完善大客户的服务体系。具体措施包括为特定重点客户量身定制服务方案，在国内集成电路产业集中的地区建立综合工艺和技术支持中心，以及人员和技术的快速反应。为客户提供更完善、更方便、更及时的增值服务等。

       在行业竞争需要密集的本地化营销服务或密集的客户交易的市场中，全球公司将难以在综合的全球基础上与本地竞争者竞争。虽然全球公司在分散的单位中为客户提供服务，但在实施过程中，管理任务非常庞大，但本地公司对客户服务请求的响应能力更强。

       3.市场优势：研发人员更贴近国内市场，了解客户需求，提供定制化服务。

       先进的工艺不能由设备制造商单独完成，而是设备和制造商联合研发的结果。国内设备的研发人员在国内，国际制造商不能这样做。除了提供技术支持外，国际制造商的技术支持人员还需要将遇到的问题发送给公司的研发人员进行改进。优化设备.所以我们往往更贴近国内的客户，更了解国内生产线的客户需求。

二、新型合作竞争关系

      值得注意的是，传统的企业竞争模型只提到了企业与五种力量之间的竞争，而没有考虑到企业与五种力量之间的合作。在某些环境中，这些企业既有竞争关系，也有合作关系。如果一种产品或服务能使另一种产品或服务更具吸引力，那么就可以称之为互补产品或服务，两个企业之间的关系已经从竞争转变为合作。如何区分两个企业是否形成了合作与竞争的关系？一般来说，如果顾客同时拥有两家公司的产品比同时拥有一家公司的产品获得更多的价值或更少的成本，那么这两家公司就是互补的。

      成功的例子包括：汽车在上个世纪是一种昂贵的产品，而消费者想要购买汽车时却没有足够的现金。目前，银行信贷机构已成为企业公司的补充，后者向消费者提供贷款，并为他们购买汽车提供资金。但是汽车贷款并不容易获得，因此通用汽车公司在1919年创立了通用汽车公司，福特公司在1959年成立了福特银行，以使消费者更容易获得贷款。这样做的好处是显而易见的：方便的贷款是人们可以购买更多的汽车，而对汽车的需求的增长促进了福特和通用汽车的贷款业务。

       即使处于互补竞争关系的两家公司技术落后，它们也会获得一定的优势。没有合作伙伴的人如果拥有技术优势，就不一定会成功。例如，索尼于1975年推出了Betamax格式录像机。它曾经是电视录制领域的主导者。在美国多久，日本JVC开发了VHS格式录像机。尽管Betamax在技术的某些方面比VHS更强大，但Betamax格式录像机可以租用的电影数量太少，最终丢失，市场份额占JVC的60％。

        国产设备+中鑫国际华润设备与中国合作，为进一步赢得国际市场打下基础

       amat通过与台积电、英特尔和其他晶圆工厂的合作取得了技术突破。国内企业可以与中芯国际紧密合作，共同促进国内设备的发展。例如，中芯国际和北方的中国创都是国内公司。要在国际市场上发挥更大的作用，就必须相互支持、相互帮助。北芳华可以为中心提供低成本的设备和更好的服务。反过来，中芯国际稳定的制造过程可以给Beifanghua带来产品验证支持和广告效果（高品质客户的身份也可能带来广告效果，使公司销售设备，这对半导体设备来说应该是昂贵的。因此，晶圆制造商倾向于选择那些在扩大生产线方面已经得到国际制造商验证的设备公司。

       目前，一些设备制造商与中芯国际的合作并不局限于设备的验证阶段。为了加快半导体生产线的国产化和替代进程，上下游厂商开始在早期研发过程中进行合作。正是在中芯国际等晶圆厂的大力帮助下，国产设备才能在短期内实现多项技术突破，进入国内先进晶圆厂乃至国际制造商的供应链系统。加快设备国产化和更新换代进程。

        三是以历史为镜，把握产业转移的大趋势，规划新的市场。

应用材料（AMAT）

       回顾AMAT增长的历史，从1972年纳斯达克上市开始，收入为630万美元，市值仅为300万美元，而52年后，今天的收入为170亿美元，市值超过410亿。 AMAT在此过程中经历了四个主要阶段：启动期，增长期，并购调整期和研发领导期。其中，确定其生存，生存和大发展的时期是前两个时期。

       （1）在最初阶段，从1967年到1979年，Amat的主要业务是向半导体制造商提供他们所需的原材料。然而，由于产品种类繁多，Amat一度濒临破产。1977年，新上任的首席执行官Morga进行了一系列激烈的改革，精简了生产线，关闭或出售了一些部门，并集中精力生产半导体设备。这些措施效果明显，企业在危机中幸免于难。

       （2）增长时期：1979-1996年，1970年代，全球半导体工业开始向美国以外的市场转移，首先是日本，然后是韩国和台湾。1977年，Morga决定搭乘参加日本半导体设备展览会后返回的飞机进入日本市场。此后，分别于1985年和1989年在韩国和台湾设立了办事处。该公司过去20年的全球布局使其在1996年实现了41.15亿美元的收入。

       泛林集团(Lrcx)也有前瞻性的眼光，全球新兴市场的布局。

       大卫·K·林，一位工程师，成立于1980年，由英特尔的鲍勃·诺伊斯资助。第一台设备于1982年售出，该公司于1984年在纳斯达克首次公开募股(IPO)。目前，总市值接近300亿美元，2018年的收入为48亿美元。

       它没有经历与代工半导体市场相同的竞争。在其创立的第一年，它吸引了80万美元的投资。在第三年，它有稳定的现金流。它诞生于20世纪80年代，正处于将半导体市场从美国转移到海外的阶段。除了LAM当时在半导体设备行业中具有很强的竞争力之外，其成功还归功于20世纪80年代日本半导体行业对设备的巨大需求。当时，除个人电脑外，还使用半导体产品，以及移动电话，立体声系统（功率放大器），汽车和电话。

      事情并不总是顺利的。在80年代中后期，林正处于一个艰难的时期，尽管半导体设备的市场需求持续增长，但日本企业从技术引进、消化吸收等方面逐渐增强。日本从70年代末的零开始，到80年代中期已经占到全球设备销售额的50%。后来，美国半导体设备公司进行了业务重组等改革，提高了生产效率，并更加注重大容量设备的开发，更注重研究专利技术的发展。

       当时，前瞻性的林氏管理层注意到新兴小市场的销售增长。从1980年代末到1990年代初，它开始了更广泛的全球布局。这一时期的重点是环太平洋和欧洲市场。海外收入占50%以上。日本住友金属工业有限公司。。。（smi）联合开发蚀刻机器，建立了一个完整的子公司：lam技术中心；1980年代中期，在台湾和韩国建立了客户支持中心；直到1990年代初，lam在中国、马来西亚和以色列也看到了增长的机会。并考虑建立研发中心。

值得借鉴的经验有：

1。战略遵循产业转移进行全球布局

        巨人的成长离不开两种产业转移。上世纪七、八十年代，日本在工业DRAM产品的高可靠性和美国的技术支持下取得了飞速发展，占DRAM市场的近80%，占半导体市场的近50%。另一次是在上世纪八九十年代，韩国通过引进技术成为个人电脑DRAM的主要供应商，而台湾则在垂直分工领域的晶片合约制造和芯片封闭测试方面处于领先地位。

 2.与新兴市场的当地企业和大学建立合作伙伴关系

        Amat在日本、韩国、台湾、东南亚和欧洲建立了广泛的公司和机构，抢占市场第一。在大学方面，我们与新加坡科技局投资了多个研发实验室，并与亚利桑那州立大学联合开发了用于柔性显示器的薄膜晶体管技术。在企业方面，2001年，我们共同研究了使用黑钻石方案来突出0.1um晶体管，并推动了0.13um芯片的技术节点。2003年，ARM与台积电共同开发了90nm低功耗芯片设计技术，使总功耗降低了40%。

        林书豪与清华大学合作设立了泛森林小组清华大学微电子论文奖，捐赠了实验室设备，并提供了就业机会。

iv。政府、财政支援及税务宽减，三管齐下

       落后是要克服的，现在的理解是，在电子信息技术领域，落后受到技术封锁和国家安全的威胁。如果一个国家想被喉咙挡住，它就必须发展关键技术，而不是被其他国家控制。近年来，我国在应用领域取得了巨大的成就。20多年来，以BAT为代表的企业引领了科学技术的发展趋势，但在基础科学领域，我们还没有实现核心芯片技术的自我完善。包括设计和制造领域，而制造领域的成功取决于设备。

        政策支持反映了该行业的重要性，国家必须以坚定的决心发展半导体产业

       政府对半导体工业的政策支持正在增加。今年3月，在第十三届全国人民代表大会第一次会议上，李总理根据“02专项”、“国家集成电路产业发展促进计划”等重大政策，在讨论实体经济发展问题时，把集成电路产业放在实体经济第一位。在政府工作报告中。3月底，财政部发布了《关于IC厂商企业所得税政策的通知》，给予IC企业税收优惠，表明了政府对半导体产业发展的坚定态度。

图5：政府对半导体行业的支持政策

      二期大型基金即将募集，全国产业基金总额突破万亿元。计划一期，大型基金募集资金1000亿元，实际募集资金1387亿元，实际投资超过1000亿元。此外，这只大型基金还投资了3600亿多家地方工业基金。总计5000亿元的半导体产业基金，以较高的资本投入，为半导体产业的发展提供了有力的支持。目前，第二阶段的大型基金正在设立，并将在年底前完成。预计将筹集1，500亿至2，000亿美元(一些外国媒体也透露，筹资额可能达到3，000亿美元)。按1：3的比例计算，二期大型基金还将举债4500亿至6000亿元地方产业基金，国家半导体产业基金总额突破万亿元。作为中国最有希望承担替代中国制造半导体设备任务的企业，微电子、上海微电子、北方华昌等企业必将充分受益于政府对该行业的支持红利。

      财政部、国家税务总局、科技部联合在财政部网站上出台新政策，扣除研发费用，研发费用税前扣除比例由50%提高到75%。同时，将原科技企业的扣除范围扩大到所有企业。利润增幅最大的企业主要集中在机械、计算机、电子元器件等行业。事实上，在一些行业，特别是集成电路行业，每年的研发成本、研发开支甚至占营运收入的一半以上，而增加研发开支的税前扣减比例，无疑会释放减税的红利。

5.设备行业继续强劲增长，晶圆厂建设高峰期导致设备需求增加。

       设备制造商位于半导体产业链上游，为生产线提供晶圆制造设备。2017年，全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元，年均增长率稳定在10%以上。从2016年到2020年，全球共建成62家晶圆厂。此外，中国正在建设和规划26家12英寸晶圆厂，占世界的42%。因此，近年来，我国工厂建设出现了小高峰，设备需求巨大，国际企业设备产量有限，这是扩大市场份额的好时机。

全球半导体市场销售额

         2017年全球半导体设备市场销售额达到492.4亿美元。2016年至2020年，陆续建成62座晶圆工厂。设备销售年均增长率超过100亿。近年来对设备的需求将达到一个小高峰。

图六：全球半导体市场销售及其增长率

        从国内实际市场看，从2018年到2020年，国产设备企业每年仍有500亿至70亿美元的潜在市场份额。

       从国内市场来看，国内市场销售额从2013年开始持续增长，年增长率保持在20％以上，远远超过国际市场10％以上的增速。 2016年至2020年，中国将有26家晶圆厂，将建成并投入生产，占全球在建晶圆厂数量的42％，成为全球新晶圆厂最活跃的地区。另外，从国内市场的设备销售比例可以看出，这个数字正在缓慢而稳步上升。 2016年，中国半导体设备市场规模为64.6亿美元，2017年销售额为82.3亿美元。据SEMI称，2018年将达到113亿。在过去三年中，每年的增长率接近30％。

       购买新晶圆厂设备的费用将占生产线的70%，其余为基础设施费用。从2016年到2018年，8至12个12英寸晶圆厂正在建设中。根据Semi对2018年100亿美元设备市场的预测，晶圆制造工艺占80%，光刻机占制造工艺的30%。剩余的市场是国内潜在的国产设备总市场，100-80%(1-30%)=56亿。据推测，从2018年到2020年，每年仍有50亿至70亿美元的潜在市场份额。

图七：半导体设备在国内市场的销售和增长情况

       近几年国内装备技术进步与市场对装备的强劲需求

       国内设备凭借深厚的技术积累填补了国内半导体设备领域的一些技术空白，产品已能够满足12英寸、90~28 nm工艺生产线的生产要求，部分设备批量进入中芯国际等国内主流集成电路生产线进行批量生产。展望未来2-3年，设备需求将迎来2019年90/65/55/40 nm工艺生产线设备采购高峰。而国内仓储企业将在2020年前后扩大生产设备采购高峰。

图8：国内建造/正在建造的晶圆生产线

机器人（300024）2020年半年度董事会经营评述内容如下：

一、概述

2020年上半年，受新冠肺炎疫情影响，全球经济受到较大冲击，公司组织全体员工进行疫情防控的同时，全面推进复工复产。疫情凸显机器人与智能制造的重要作用，在全国疫情得到稳定控制的形势下，2020年第二季度机器人与智能制造市场需求开始升温。公司一方面加速推进现有订单的执行，另一方面围绕新的市场需求提高快速反应能力。此外，公司继续强化内功，持续进行研发投入，提高成本控制管理要求，强化风险防控意识。报告期内，公司实现营业收入12.35亿元，同比下降1.87%；归属于母公司股东的净利润1.33亿元，同比下降38.43%，主要系2020年上半年公司下属联营企业经营活动受新冠疫情影响，短期经营业绩出现下滑。

（二）机器人与智能制造需求增长

1、工业机器人提高附加值

公司在确保通用机器人（主要系6轴机器人）性能指标达到国际厂商同类产品的同时，不断以增加产品附加值提高市场竞争力。公司融合3D视觉，力觉感知，离线编程与维护，云数据存储，制造、执行与控制全方位数据管理等技术，展现通用机器人智能化、互联化的能力，公司累积通用机器人加工工艺的应用技术数据，完善工艺与机器人技术的深度融合，加强与下游行业客户的磨合，进行产品的迭代升级提升产品附加值。报告期内，公司聚焦焊接、喷涂、磨抛、装配应用领域，深耕重型机械、船舶、家电、玻璃等行业市场。

公司秉承精益求精的精神将协作机器人产品进行更新迭代，保持行业领先技术水平，2020年公司GCR20-1100型号协作机器人获得上海市高新技术成果转化项目A级证书，技术贡献系数高达0.9，公司全资子公司中科新松公司荣获上海市 科技 进步一等奖。通过近年来布局，目前协作机器人销售网络已经遍布全国，进一步提高对客户需求的反应能力。报告期内，公司协作机器人持续销售，在 汽车 整车厂、房地产（天花板贴墙砖作业）、半导体厂商等实现应用，有效为客户提升工作效率和质量。

2、移动机器人扩大技术优势

公司依托移动机器人的技术优势增强与国际 汽车 厂商的粘性合作，巩固在 汽车 装配线的应用优势，同时把握国内重型卡车市场机遇，以领先的技术迅速占领市场。随着新能源市场需求的持续扩大，公司移动机器人在新能源领域的销售规模持续扩大，报告期内，公司与新能源电池知名企业持续合作，以点带面拓展客户群体，此外公司与新能源 汽车 特斯拉工厂提供装配解决方案。公司充分发挥重要项目的示范推广效应，持续拓展客户群体，形成新的业务增长点。公司大力拓展激光自然导航技术的应用市场，扩大新技术应用的辐射面。

3、特种机器人增强综合实力

近年来公司发力核行业市场，以安全可靠、技术创新、服务为价值要素研发解决客户痛点的特种机器人产品与解决方案，公司与中核集团形成战略合作伙伴，报告期内针对具体需求开展业务合作。公司持续布局国防领域市场，报告期内，公司一方面保障现有订单生产作业的高品质、高效率，另一方面不断增强特种机器人的研发能力，丰富特种机器人产品线，强化综合实力，以优质的产品及服务质量获得市场口碑，为公司持续拓展新的细分市场奠定良好基础。

4、数字化工厂发掘新市场

2020年上半年，公司一方面把握市场机遇，着力拓展重点行业客户寻求高质量的合作项目，另一方面致力于降低成本，优化数字化工厂研发与实施，提升项目的盈利能力。报告期内，公司为钢铁、光通讯、3C等领域客户实施国内领先的数字化工厂解决方案，其中国内首套轨梁物料智能系统项目覆盖炼铁炼钢、热轧工艺、冷轧工艺，库区管理等钢铁生产及存放的各工序，包含11项公司独有专利技术实现全流程可识别、可跟踪、可追溯。公司为国内光通讯行业的领军企业设计实施行业首个智能工厂，打造从原材质到成品装车的全流程产线，项目实现生产效率提高26%，运营成本降低27.3%，产品研制周期缩短34.4%，产品不良品率降低24.7%，能源利用率提高48.4%。公司实施国内第一个采用协作机器人进行服务器生产的智能工厂项目，有效满足生产定制化、柔性化和批量化兼容的生产模式。此外，公司与中科曙光（603019）、浪潮软件（600756）等知名企业建立业务合作，为全面进行市场推广发挥重要作用。

5、智能物流装备市场需求旺盛

2020年上半年，公司聚焦优势行业客户，深耕行业优质客户，增强项目实施管理综合能力扩大市场影响力。近年来，公司持续发力拓展国际大型企业客户，项目规模不断扩大，报告期内公司智能物流装备出口到欧洲、印度、泰国和马来西亚，公司积极采取了相应策略降低疫情对海外项目实施的影响，获得客户对公司服务的高度认可。国内市场方面，公司智能物流装备在中车、航空航天、烟草、化工等市场实现持续应用，创新方面，公司与国内研究院所合作旨在将智能物流渗透到现代农业新领域。

6、智能交通拓宽市场

2020年上半年，公司整合资源加强与国内各省市地铁集团的对话与交流，拓宽市场覆盖面。报告期内，公司中标大连地铁1、2号线监控系统，大连地铁金普线监控系统，哈尔滨地铁2号线1期自动售检票系统，天津地铁6号线自动售检票系统。

为更好为客户提供全面的服务，公司持续进行技术迭代，对地铁隧道巡检机器人、地铁智能票务服务机器人进行全面升级，根据客户需求及应用场景不同进行深度开发，更好地实现智能化 *** 作与管理。

7、半导体装备前景广阔

公司半导体装备业务始于2004年，在国家集成电路“02专项”的支持下公司开始研发用于半导体行业的洁净机器人和物料搬运系统，经过十多年的发展，公司现已形成体系完整、系列丰富、应用广泛的产品线。公司半导体装备主要分为设备自动化和工厂自动化（AMHS）两大类产品。设备自动化主要系洁净（真空）机械手和集束型设备，其中包括真空直驱机械手、双臂真空直驱机械手、一体化真空直驱机械手、大负载真空机械手、大气机械手、晶圆处理系统、真空传输平台等，工厂自动化（AMHS）主要产品有OHT、Stocker（洁净存储系统）、MR（复合机器人）等。公司半导体装备业务面对的客户群体涵盖半导体工艺设备厂商、半导体制造厂商和面板厂商。随着半导体设备国产化的加速，公司半导体装备业务迎来良好的发展机遇。报告期内，半导体业务板块订单较去年同期增长，公司新研发的一体化真空直驱机械手完成测试验证与产品定型，上半年实现了小批量交付；公司EFEM实现从半导体工艺设备厂商到半导体制造厂商的导入；公司自主研发的G4.5代OLED机器人已交付客户使用；公司AMHS将于近期完成整体联调并交付OLED面板厂客户使用。

公司于8月20日披露2020年度向特定对象发行股票的预案，本次发行目的为加大半导体装备的研发投入，进一步完善产品系列，扩大产业化规模，提升综合实力，成为国际领先的半导体设备自动化与AMHS供应商。本次向特定对象发行股票相关事项尚需股东大会审议批准、深圳证券交易所审核通过并经中国证监会作出同意注册决定。

8、服务机器人深耕行业应用

公司坚持以市场驱动为导向，围绕行业痛点进行市场布局。2020年上半年，公司将库存盘点、商用服务领域作为主要拓展的目标市场。公司与迪卡侬再次签署59台盘点机器人项目，并在上半年完成了迪卡侬国内14个区域门店23台机器人的部署工作，目前已有近100台盘点机器人在全国各个城市的迪卡侬门店运行。此外，公司以开放合作、实现共赢为原则与合作伙伴共同推进智能平台型服务机器人，报告期内实现持续销售。医疗机器人方面，报告期内公司向辽宁省残联交付100余台行走辅助机器人，积极与其他养老机构洽谈商务合作，拓展消费类医疗机器人产品市场。

9、工业软件与控制平台开启制造业发展新模式

公司成立了自主可控的工业软件&控制技术体系及产品平台，面向不同市场领域提供平台化服务。平台软件方面，形成包含运动控制、智能感知、应用工艺的控制软件产品，以及包含SCADA、MES、WMS、数字孪生的制造管理软件产品；平台硬件方面，形成编码器、伺服电机、伺服驱动器等核心部件系列产品，以及PLC、MC、RC、CNC等各类控制系统；公司面向农业、化工等转型升级需求迫切的领域，形成了智能物联网、工业互联网解决方案，助力产品质量和生产效率的提高。

二、公司面临的风险和应对措施 1、宏观经济波动及下游行业周期性的风险 近年来全球经济增速放缓，制造业固定资产投资力度受到一定影响。机器人最大的下游 汽车 行业由于周期性变化，景气度下滑。如果宏观经济发展出现较大波动或以 汽车 为代表的下游周期性行业发展不能迎来新的拐点，将会对公司业绩造成一定影响。 应对措施：公司坚持技术创新和新产品的研发，提高市场竞争力和影响力，积极拓展新的下游行业客户，扩大业务辐射范围，增加新的收入增长点，缓解宏观经济波动及下游周期性行业对公司业绩的负面影响。 2、 科技 成果产业化风险 公司作为高 科技 企业，技术的快速更迭以及 科技 成果的产业化是公司发展的原动力。公司紧跟5G、AI等新技术的发展水平，加大研发投入和研发力度，研发成本的上升对公司的营业业绩产生一定的影响。如果公司未能把握 科技 成果转化为市场产品的有利时机，可能会降低研发投入的回报率。 应对措施：公司充分发挥公司在机器人产业联盟、中国机器人TOP10、中国智能制造系统解决方案供应商联盟等行业组织中的作用，及时、充分的掌握行业发展动态和趋势，以市场为导向，有效的推进新技术、新产品的市场化。 3、市场竞争风险 随着制造业转型升级进程的加快，机器人与智能制造已成为各国发展的重要战略。中国作为全球最大的机器人消费市场，竞争格外激烈。不仅国内机器人厂商集聚、海外机器人厂商加速在中国的产业布局和市场开拓，同时跨界公司也陆续进入机器人与智能制造行业，市场竞争愈演愈烈。 应对措施：公司一方面提高产品质量和服务品质，增强客户粘性；另一方面加大研发投入，提升核心竞争力的同时进一步完善公司的产业布局和市场应用布局，巩固行业的领先优势。 4、经营管理和人力资源风险 公司正处于快速扩张及全球化发展的时期，公司经营管理模式和水平需要不断进步，高端技术及管理人才的储备和培养对公司的可持续发展具有重要意义。如果公司的高端人才需求得不到满足，或现有高端核心技术人员及管理人才流失，可能会影响公司的快速发展和扩张。 应对措施：公司继续加强集团化管理水平，建立健全经营风险管理机制，完善员工的薪酬体系和职业发展平台，积极引进高端人才，加强团队建设，为公司的快速发展提供强有力的人才支撑。

三、核心竞争力分析 （一）技术创新优势 技术创新是公司核心竞争力的集中体现，公司被列入工业机器人全球排名前10名。公司作为中国机器人标准化总体组组长单位，起草并制定了多项国家及行业标准。公司掌握工业机器人控制技术、伺服系统设计技术、 *** 作机优化设计制造技术、软件设计和编程技术、运动学和轨迹规划技术、3D视觉技术、力度感知技术等。截至2020年6月末，公司共申请专利1484件。 拥有有效专利377件，其中发明专利193件，实用新型专利103件，外观设计专利81件；软件著作权109件。2020年上半年公司研发投入1.31亿元，同比增长43.30%。公司作为国家认定的企业技术中心，拥有院士专家工作站、国家博士后流动工作站。 公司连续承担国家863重点项目、十二五智能制造发展专项项目、十二五国家 科技 支撑计划课题、十三五国家重点研发计划、 科技 部02专项项目、工信部研发项目、发改委研发项目、物联网发展专项基金项目、中国科学院院地合作项目、上海脑智工程项目、辽宁省科学技术计划项目等。 （二）机器人产品线丰富的优势 经过20年的积累，公司成为全球机器人产品线最齐全的企业。 1、柔性协作机器人 公司柔性机器人产品分成5大系列，具备轻量化、碰撞检测、牵引示教、快速配置、视觉引导等功能，负载量为3kg-20kg，重复性精度最小为0.02mm，可满足不同客户的生产需求。对于布局紧凑、精准度高的生产场景极为适合。其中GCR5-910协作机器人的最大直线速度提高到了1.5m/s，达到行业领先水平。H系产品作为全国首发的智能型复合协作机器人，综合智能移动机器人、协作机器人、视觉识别等技术，应用与仓储分拣、搬运、上下料等生产衔接环节。多样化的导航配置，多元化功能配置，满足了自动化工厂灵活高效低成本的现场布置。 2、通用型机器人 公司拥有三类通用机器人产品，其中6轴机器人适用于焊接、磨抛、冲压、锻造、涂装、搬运、码垛等作业环节，负载量4kg-500kg，重复性精度最小为0.02mm。水平多关节机器人（SCARA）适用于装配、锁螺丝、装箱、分拣、快速搬运等作业环节，负载量5kg-10kg，重复性精度最小为XY：0.02mm，Z：0.02mm。并联机器人（DELTA）适用于包装、分拣、搬运、装配等作业环节，负载量3kg-15kg，重复性精度最小为0.02mm，拾放节拍最大为260次/min。 3、移动机器人（AGV） 公司拥有三类移动机器人产品，其中装配型AGV适用于 汽车 底盘线动力总成、后桥总成与车身合装。搬运型AGV适用于物料分拣、升降接货卸货、运输等作业环节。智能巡检AGV可搭载5G网络，具备自主导航、自主避障、自主充电、对人体、人脸、车辆、车牌智能识别和火灾、气体等异常检测的功能，适用于室外厂区巡检、园区巡逻、周界巡防、教育实训等应用领域。上述产品拥有多种导航方式，包括电磁、激光、惯性、视觉、GPS、自然轮廓，驱动方式包括双轮差动、单舵轮驱动、双舵轮驱动，供电方式包括电池供电、感应供电，最大承载量85吨，导航精度10mm，停车精度最小为5mm。2018年公司移动机器人在韩国平昌冬奥会的演出展现出国际领先的技术水准。 4、消费类机器人 消费类机器人主要划分为服务机器人和医疗机器人。公司服务机器人包括松果系列、家系列及智能平台系列服务机器人，产品具有自动避障、自主充电、语音识别、人脸识别、远程视讯等特点，已经为 健康 养老、教育陪伴、政务金融、促销导购等消费类市场提供服务。医疗机器人主要有医疗配送机器人、防疫消毒机器人、医疗护理机器人、医疗康复机器人等。公司在围绕市场应用场景继续丰富产品线，扩大消费类市场规模。 （三）半导体（IC）装备技术领先优势 半导体装备业务是公司战略核心业务之一，经过十余年的沉淀，现已形成较为完善的产品系列。公司作为国内首家洁净机器人及工厂自动化系统解决方案供应商，依托国际一流的技术水平现与国内知名的半导体工艺设备厂商、半导体制造厂商和面板制造厂商形成战略合作关系。 1、洁净（真空）机械手和集束型设备，包括真空直驱机械手、双臂真空直驱机械手、一体化真空直驱机械手、大负载真空机械手、大气机械手、晶圆处理系统（SORTER EFEM）、真空传输平台。应用于8寸、12英寸生产线（90-65nm）工艺的IC制造整机装备和半导体生产设备、检测设备等的晶圆搬运。机械手产品重复精度±0.1mm(3σ)，最大伸展速度900mm/s，最大升降速度330mm/s，负载重量≤0.5kg。上述产品均经过SEMI认证，可满足个性化设计支持用户定制，手臂长度可选，为客户提供接口及末端定制服务。 2、工厂自动化（FA）产品线，分为FPD（面板）机器人、MASK（掩膜版）、Foup（晶圆载具）搬运系统与存储系统。 其中FPD机器人具有高刚度、高速度、高精度、高平稳性和高洁净度的特点。FPD、MASK、和Foup搬运与储存系统集合了Stocker（洁净存储系统）、AGV、Robot、Unpack、ACS（调度软件）、Stocker、MR（复合机器人）等搬运系统和Erack（电子货架）储存调度等系统，可以广泛应用在半导体制造厂和面板制造厂。 （四）数字化工厂软实力不断提升的优势 公司以大量的实战经验积累，为 汽车 、3C、电力、机械、航空航天、新能源、食品、医药、烟草等20余个下游行业持续提供国际水准的数字化工厂解决方案。公司数字化工厂管理系统由三个部分组成：运营管理智能化平台，智能物流系统和仓储物流智能化平台，生产设备智能化平台，构建一个由物流网络和信息网络组成的数字化工厂基础系统。公司统筹的工业软件 控制平台，提供具有良好开放性、高度灵活性、模块化和可升级的、自主可控的互联网控制网络系统。整个平台包括从 *** 作系统、智能驱动、RC、CNC、PLC，到数字孪生、MES、行业解决方案的软件体系，以及从定制化芯片、模组及主板、码盘、伺服电机、伺服驱动器到各类控制系统的硬件体系，打造了“端-边-云协同”的智能制造解决方案。 （五）全球化知名客户群体优势 公司着眼于全球化的市场空间，依托领先的技术与产品建立国际化的客户群体。公司三分之二的客户为外资企业、合资企业与国有大型企业。如 汽车 领域客户有通用、福特、宝马、奔驰、大众、捷豹路虎等；一般制造领域客户中船集团、中集集团（000039）、中联重科（000157）、三一重装、九牧等；新能源领域客户有特斯拉、宁德时代（300750）、孚能 科技 、恒大 汽车 等；泛半导体领域客户有北方华创（002371）、中微半导体、美光半导体、晟碟半导体、华海清科、Sandisk、赛意法、京东方、华星光电、TCL等。公司以长期战略合作、推进共同发展为宗旨，与客户形成长期稳定的合作关系，并努力以点带面扩大业务规模。 （六）人才团队的优势 公司坚持三高标准：高层次、高素质、高效用的人才原则，遵循“长期开发，重点培养，以点带面”的人才培养策略。按照“有利于优秀人才聚集，有利于优秀人才脱颖而出，有利于优秀人才发挥作用”的要求，吸纳国际高端人才，完善公司国际化运营，建立健全人才体系的运行机制。公司拥有“院士专家工作站”、“博士后科研工作站”，公司与东北大学机器人科学工程学院、中国科学院机器人教育学院等教育机构建立了良好的交流渠道，为公司行业人才的培养提供优质资源。上半年由于疫情原因，公司未开展集中培训，为员工开通了线上学习平台，全集团受众学员1220人，累计学时14899学时，涵盖了基层/中层管理能力提升、研发管理、人力资源管理、一线生产人员岗位技能提升等课程。

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