常州碳化硅衬底设备项目建议书(模板范文).docx
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1、泓域咨询/常州碳化硅衬底设备项目建议书常州碳化硅衬底设备项目建议书xx集团有限公司目录第一章 背景、必要性分析7一、 新能源车带来百亿级市场空间,光伏逆变器应用前景可期7二、 大尺寸大势所趋,衬底是SiC产业化降本的核心9三、 竞争格局:国内外差距逐步缩小,国产替代可期10四、 深度融入区域发展12五、 项目实施的必要性14第二章 行业发展分析15一、 衬底为技术壁垒最高环节,价值量占比46%15二、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越16三、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临17第三章 项目总论20一、 项目名称及投资人20二、 编制原则20三、 编制依据21四、
2、编制范围及内容21五、 项目建设背景21六、 结论分析22主要经济指标一览表24第四章 项目选址可行性分析27一、 项目选址原则27二、 建设区基本情况27三、 打造科教创新明星城30四、 建设国际化智造名城33五、 项目选址综合评价35第五章 建筑工程可行性分析36一、 项目工程设计总体要求36二、 建设方案36三、 建筑工程建设指标37建筑工程投资一览表37第六章 发展规划分析39一、 公司发展规划39二、 保障措施45第七章 运营管理模式47一、 公司经营宗旨47二、 公司的目标、主要职责47三、 各部门职责及权限48四、 财务会计制度51第八章 进度规划方案58一、 项目进度安排58项
3、目实施进度计划一览表58二、 项目实施保障措施59第九章 组织机构及人力资源60一、 人力资源配置60劳动定员一览表60二、 员工技能培训60第十章 原辅材料分析62一、 项目建设期原辅材料供应情况62二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理62第十一章 工艺技术分析63一、 企业技术研发分析63二、 项目技术工艺分析65三、 质量管理67四、 设备选型方案68主要设备购置一览表68第十二章 投资方案分析70一、 投资估算的编制说明70二、 建设投资估算70建设投资估算表72三、 建设期利息72建设期利息估算表73四、 流动资金74流动资金估算表74五、 项目总投资75总投资及构成一览表75六、
4、 资金筹措与投资计划76项目投资计划与资金筹措一览表77第十三章 经济效益79一、 基本假设及基础参数选取79二、 经济评价财务测算79营业收入、税金及附加和增值税估算表79综合总成本费用估算表81利润及利润分配表83三、 项目盈利能力分析83项目投资现金流量表85四、 财务生存能力分析86五、 偿债能力分析87借款还本付息计划表88六、 经济评价结论88第十四章 项目风险评估90一、 项目风险分析90二、 项目风险对策92第十五章 项目综合评价94第十六章 补充表格95主要经济指标一览表95建设投资估算表96建设期利息估算表97固定资产投资估算表98流动资金估算表99总投资及构成一览表100
5、项目投资计划与资金筹措一览表101营业收入、税金及附加和增值税估算表102综合总成本费用估算表102固定资产折旧费估算表103无形资产和其他资产摊销估算表104利润及利润分配表105项目投资现金流量表106借款还本付息计划表107建筑工程投资一览表108项目实施进度计划一览表109主要设备购置一览表110能耗分析一览表110第一章 背景、必要性分析一、 新能源车带来百亿级市场空间,光伏逆变器应用前景可期2021年特斯拉全球销量达93.6万辆,主要为Model3/ModelY车型贡献。预计特斯拉未来2年Model3/ModelY年产能将达到200万辆(其中,美国工厂100万辆+中国工厂50万辆+
6、德国柏林工厂50万辆)。假设2022年Model3/ModelY产量150万辆,单车消耗0.25片6英寸SiC晶圆,则对应一年消耗6英寸SiC37.5万片,目前全球SiC晶圆总产能约在5060万片/年,供给端产能吃紧。同时,目前特斯拉Model3的SiCMOSFET只用在主驱逆变器电力模块上,共48颗SiCMOSFET,对应单车消耗约0.25片6英寸SiC衬底。如未来延伸用在包括OBC、DC/DC转换器、高压辅驱控制器、主驱控制器、充电器等,单车SiC器件使用量将达到100-150颗,市场需求将进一步扩大(单车消耗有望达0.5片6英寸SiC衬底)。新能源车需求快速爆发,SiC产能吃紧,全球产能
7、扩产有望加速。据DIGITIMESResearch数据,2021年全球电动汽车销量有望达631万辆(占总销量约6%),同比增长101%。对应2025年新能源车市场6英寸SiC衬底需求达587万片/年,市场空间达231亿元。如未来SiC器件更多广泛的应用于充电桩、光伏逆变器、5G通信、轨交等领域,市场空间有望进一步扩大。n在光伏发电应用中,基于硅基器件的传统逆变器成本约占系统10%左右,是系统能量损耗的主要来源之一。随着光伏产业迈入“大组件、大逆变器、大跨度支架、大组串”时代,光伏电站电压等级从1000V提升至1500V以上,就必须使用碳化硅功率器件。据中国汽车工业信息网,使用碳化硅MOSFET
8、或碳化硅MOSFET与碳化硅SBD结合的功率模块的光伏逆变器,转换效率可从96%提升至99%以上,能量损耗降低50%以上,设备循环寿命提升50倍,从而能够缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本。据CASAResearch数据,2020年光伏逆变器中使用碳化硅功率器件的占比为10%,预计2025年碳化硅光伏逆变器占比将达到50%,2048年将达到85%。光伏装机需求未来十年(2020-2030年)10倍大赛道,预计2030年中国光伏新增装机需求达416-537GW,CAGR达24%-26%;全球新增装机需求达1246-1491GW,CAGR达25%-27%。拥有巨大的市场空间
9、。预计碳化硅衬底在新能源车+光伏逆变器领域2025年市场空间达261亿元。行业供需缺口较大,产能扩张需求势在必行。据CASAResearch整理,2019年有6家国际巨头宣布了12项扩产,主要为衬底产能的扩张,其中最大的项目为科锐公司投资近10亿美元的扩产计划,分别在北卡罗来纳州和纽约州建造全新的可满足车规级标准的8英寸功率和射频衬底制造工厂。二、 大尺寸大势所趋,衬底是SiC产业化降本的核心成本下降是SiC碳化硅产业化推广的核心。在碳化硅器件的成本占比当中,衬底、外延、器件分别占比46%、23%、20%。衬底为碳化硅降本的核心。目前6英寸碳化硅衬底价格在1000美金/片左右,数倍于传统硅基半
10、导体,核心降本方式包括:提升材料使用率(向大尺寸发展)、降低制造成本(提升良率)、提升生产效率(更成熟的长晶工艺)。(一)提升材料使用率(向大尺寸发展)目前行业内公司主要量产产品尺寸集中在4英寸(半绝缘型)及6英寸(导电型)。行业龙头美国科锐(已改名Wolfspeed)已成功研发8英寸产品。衬底尺寸越大,单位衬底可制造的芯片数量越多,单位芯片成本越低(6英寸衬底面积为4英寸衬底的2.25倍)。衬底的尺寸越大,边缘的浪费就越小,有利于进一步降低芯片的成本。但与此同时,随着晶体尺寸的扩大,其生长难度工艺呈几何级增长。(二)降低制造成本(提升良率)长晶端:SiC包含200多种同质异构结构的晶型,但只
11、有4H型(4H-SiC)等少数几种是所需的晶型。而PVT长晶的整个反应处于2300C高温、完整密闭的腔室内(类似黑匣子),极易发生不同晶型的转化,任意生长条件的波动都会影响晶体的生长、参数很难精确调控,很难从中找到最佳生长条件。目前行业主流良率在50-60%左右(传统硅基在90%以上),有较大提升空间。机加工端:碳化硅硬度与金刚石接近(莫氏硬度达9.5),切割、研磨、抛光技术难度大,工艺水平的提高需要长期的研发积累。目前该环节行业主流良率在70-80%左右,仍有提升空间。(三)提升生产效率(更成熟的长晶工艺)SiC长晶的速度极为缓慢,行业平均水平每小时仅能生长0.2-0.3mm,较传统晶硅生长
12、速度相比慢近百倍以上。未来需PVT工艺的进一步成熟、或向其他先进工艺(如液相法)的延伸。三、 竞争格局:国内外差距逐步缩小,国产替代可期SiC衬底供应商竞争格局:海外龙头垄断、实现6英寸规模化供应、向8英寸进军。国产厂家以小尺寸为主、向6英寸进军。(一)导电型SiC衬底全球市场:美国科锐公司(Wolfspeed)占据了60%以上的市场份额,基本控制了国际碳化硅单晶的市场价格和质量标准。其他公司包括:美国二六(II-VI)、德国SiCrystalAG、道康宁(DowCorning)、日本新日铁等。主流产品已经完成从4寸向6寸的转化。国内公司:总体处于发展初期,主要以4英寸小尺寸产能为主。2018
13、年,天科合达以1.7%的市场占有率排名全球第六、国内第一。其他公司包括山东天岳、河北同光、世纪金光、中电集团2所等。(二)半绝缘型SiC衬底全球市场美国科锐(WOLFSPEED)、贰陆公司(II-VI)依旧合计占据近70%的市场份额。国内公司山东天岳已挤进全球前三,2020年市占率达30%。国内外差距缩小,进口替代可期。由于全球行业龙头企业在碳化硅领域起步较早,各尺寸量产推出时间方面,国内与全球行业龙头企业存在差距:以天岳先进的半绝缘型碳化硅衬底为例,在4英寸至6英寸衬底的量产时间上全球行业龙头企业分别早于天岳10年以上及7年以的时间。目前主流的6英寸SiC衬底国外起步于2010年左右,SiC
14、领域国内外整体差距小于传统硅基半导体,国内迎头赶上龙头企业的机会更大。在SiC衬底往大尺寸发展的趋势中,可观察到国内企业已迎头赶上,国内外差距正在缩小(举例:天岳6英寸衬底与龙头量产时间差距已小于4英寸,预计8英寸国内外量产时间差距有望进一步缩小)。目前海外龙头已向8吋发力(下游客户车规级为主),国内小尺寸为主、6吋有望未来2-3年具备大规模量产能力(下游客户工业级为主)。四、 深度融入区域发展坚持协调发展,强化区域合作,全面融入长三角高质量一体化发展,建设长江经济带绿色发展示范城市,重塑区域竞合新优势。(一)全面融入长三角高质量一体化发展打造上海和南京都市圈联动发展门户。加快承接上海现代产业
15、、科技创新、公共服务等优质资源,全面对接上海市场规则、服务标准和管理模式,打造上海大都市圈西翼门户、沪宁城市发展带战略支点,支持新北与黄浦、武进与杨浦、天宁与临港深化合作。加强溧阳、金坛与南京的产业对接、科创合作和服务共享力度,提升与南京的开放互动、交通互联、资源互通水平;扩大与南京都市圈内城市交流合作,支持金坛与丹阳设立丹金融合发展试验区。(二)高质量参与长江经济带发展建设长江经济带绿色发展示范城市。严格执行长江保护法,把修复长江生态环境摆在压倒性位置,持续深入开展长江生态修复和环境保护,实施长江生态廊道建设工程,加快形成水清、岸绿、景美的滨江景观风貌,打造沿江特色示范段,着力恢复和保持长江
16、生态原真性和完整性,积极创建国家长江经济带绿色发展示范区。以破解“化工围江”为核心,深入开展滨江化工区综合整治行动,推动化工产业绿色转型和化工腾退用地异地置换高效利用,建设全国一流绿色生态化工园区,打造长江经济带破解“化工围江”样板区,实现化工园区亩均税收较“十三五”末翻一番目标。推动武进加快建设“苏南模式”转型升级试验区和生态保护引领区,支持溧阳建设长三角生态创新示范城市,争创长江经济带生态产品价值实现试点。(三)高水平共建苏锡常都市圈推动产业科技协同创新。提升苏南国家自主创新示范区一体化发展水平,推动科学研究设施、产业技术创新平台、科技公共服务平台、创新投资基金平台共建共享,牵头组织实施一
17、批战略性、跨区域、跨领域的重大关键核心技术攻关项目和产业发展项目,推动更多科技创新成果来常转化应用。协同推进太湖湾科创带建设。聚焦智能装备、新材料、生物医药等领域,优化区域产业链布局,加快产业配套合作,共建国家新型工业化产业示范基地、环太湖科技创新圈。(四)提高对口支援帮扶合作水平高水平开展对口支援与扶贫协作。深化全方位、精准对口支援,着重改善受援地基础教育、基础医疗服务能力,强化智力支持与园区共建,推进与新疆克州乌恰县和伊犁州尼勒克县、青海海南州共和县、湖北秭归县、重庆云阳县的对口支援帮扶工作,扎实开展对口支援绩效考核评价。深入实施东西部扶贫协作,广泛动员社会力量参与深度贫困地区脱贫攻坚,引
18、导在常企业到对口帮扶的陕西安康市投资兴业。创新常州与辽宁葫芦岛、常州高新区与沈抚新区对口合作机制,打造重点产业合作典型示范。五、 项目实施的必要性(一)现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过优化生产流程、强化管理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。(二)公司产品结构升级
19、的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势,保持公司在领域的国内领先地位。第二章 行业发展分析一、 衬底为技术壁垒最高环节,价值量占比46%SiC产业链包括上游的衬底和外延环节、中游的器件和模块制造环节,以及下游的应用环节。其中衬底的制造是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节,是未来SiC大规模产业化推进的核心。衬底:价值量占比46%,为最核心的环节。由SiC粉经过长晶
20、、加工、切割、研磨、抛光、清洗环节最终形成衬底。其中SiC晶体的生长为核心工艺,核心难点在提升良率。类型可分为导电型、和半绝缘型衬底,分别用于功率和射频器件领域。外延:价值量占比23%。本质是在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产的条件。具体分为:导电型SiC衬底用于SiC外延,进而生产功率器件用于电动汽车以及新能源等领域。半绝缘型SiC衬底用于氮化镓外延,进而生产射频器件用于5G通信等领域。器件制造:价值量占比约20%(包括设计+制造+封装)。产品包括SiC二级管、SiCMOSFET、全SiC模块(SiC二级管和SiCMOSFET构成)、SiC混合模块(SiC二级管和SiCIGBT构成)。4
21、)应用:半绝缘碳化硅器件主要用于5G通信、车载通信、国防应用、数据传输、航空航天。导电型碳化硅器件主要用于电动汽车、光伏发电、轨道交通、数据中心、充电等基础建设。二、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料。核心分为以下三代:1、第一代元素半导体材料:硅(Si)和锗(Ge);为半导体最常用的材料,起源于20世纪50年代,奠定了微电子产业的基础。2、第二代化合物半导体材料:砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等;是4G时代的大部分通信设备的材料,起源于20世纪90年代,奠定了信息产业的基础。3、第三代宽禁带材料:碳化硅(SiC)、氮化镓(G
22、aN)、氮化铝(ALN)、氧化镓(Ga2O3)等,近10年世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。其中,碳化硅(SiC)为第三代半导体材料核心。核心用于功率+射频器件,适用于600V以上高压场景,包括光伏、风电、轨道交通、新能源汽车、充电桩等电力电子领域。SiC碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一:由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。相比传统的硅材料(Si),碳化硅(SiC)的禁带宽度是硅的3倍;导热率为硅的4-5倍;击穿电压为硅的8-10倍;电子饱和漂移速率为硅的2-3倍。核心优势体现在:耐高压特性:更低的阻抗、禁带宽度更宽,能承受更大的电流和电压,带来更小尺寸的产品
23、设计和更高的效率;耐高频特性:SiC器件在关断过程中不存在电流拖尾现象,能有效提高元件的开关速度(大约是Si的3-10倍),适用于更高频率和更快的开关速度;耐高温特性:SiC相较硅拥有更高的热导率,能在更高温度下工作。相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比,其尺寸可大幅减小至原来的1/10,导通电阻可至少降低至原来的1/100。相同规格的碳化硅基MOSFET较硅基IGBT的总能量损耗可大大降低70%。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势,将极大提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率,未来将主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等
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