汉中碳化硅衬底设备项目可行性研究报告【模板范本】.docx
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1、泓域咨询/汉中碳化硅衬底设备项目可行性研究报告汉中碳化硅衬底设备项目可行性研究报告xx(集团)有限公司报告说明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(GaN)、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
2、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。根据谨慎财务估算,项目总投资7209.94万元,其中:建设投资5832.97万元,占项目总投资的80.90%;建设期利息151.25万元,占项目总投资的2.10%;流动资金1225.72万元,占项目总投资的17.00%。项目正常运营每年营业收入15200.00万元,综合总成本费用13091.03万元,净利润1534.97万元,财务内部收益率14.46%,财务净现值680.51万元,全部投资回收期6.75年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现
3、值良好,投资回收期合理。通过分析,该项目经济效益和社会效益良好。从发展来看公司将面向市场调整产品结构,改变工艺条件以高附加值的产品代替目前产品的产业结构。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息,并依托行业分析模型而进行的模板化设计,其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。目录第一章 背景、必要性分析9一、 SiC衬底设备:与传统晶硅差异较小,工艺调教为核心壁垒9二、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临10三、 坚持把创新引领、改革开放、共同富裕作为动力源泉11四、 精准施策稳增长12第二章 市场预测13一、 大尺寸大势所趋,衬底是SiC
4、产业化降本的核心13二、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越14第三章 项目概况17一、 项目名称及项目单位17二、 项目建设地点17三、 可行性研究范围17四、 编制依据和技术原则18五、 建设背景、规模19六、 项目建设进度19七、 环境影响19八、 建设投资估算20九、 项目主要技术经济指标20主要经济指标一览表21十、 主要结论及建议22第四章 选址方案23一、 项目选址原则23二、 建设区基本情况23三、 坚持把系统观念、问题导向、底线思维作为重要方法25四、 项目选址综合评价25第五章 建设规模与产品方案27一、 建设规模及主要建设内容27二、 产品规划方案及生产纲领
5、27产品规划方案一览表27第六章 发展规划29一、 公司发展规划29二、 保障措施33第七章 运营模式36一、 公司经营宗旨36二、 公司的目标、主要职责36三、 各部门职责及权限37四、 财务会计制度40第八章 项目进度计划44一、 项目进度安排44项目实施进度计划一览表44二、 项目实施保障措施45第九章 组织机构、人力资源分析46一、 人力资源配置46劳动定员一览表46二、 员工技能培训46第十章 工艺技术分析48一、 企业技术研发分析48二、 项目技术工艺分析50三、 质量管理52四、 设备选型方案53主要设备购置一览表53第十一章 劳动安全分析55一、 编制依据55二、 防范措施56
6、三、 预期效果评价60第十二章 投资估算62一、 投资估算的依据和说明62二、 建设投资估算63建设投资估算表67三、 建设期利息67建设期利息估算表67固定资产投资估算表69四、 流动资金69流动资金估算表70五、 项目总投资71总投资及构成一览表71六、 资金筹措与投资计划72项目投资计划与资金筹措一览表72第十三章 项目经济效益评价74一、 基本假设及基础参数选取74二、 经济评价财务测算74营业收入、税金及附加和增值税估算表74综合总成本费用估算表76利润及利润分配表78三、 项目盈利能力分析78项目投资现金流量表80四、 财务生存能力分析81五、 偿债能力分析82借款还本付息计划表8
7、3六、 经济评价结论83第十四章 招标方案85一、 项目招标依据85二、 项目招标范围85三、 招标要求85四、 招标组织方式87五、 招标信息发布88第十五章 风险评估89一、 项目风险分析89二、 项目风险对策91第十六章 总结94第十七章 附表附件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利润及利润分配表103项目投资现金流量表104借款还本付息计划表106第一章 背景、必要性分析一、 SiC衬底设备:与
8、传统晶硅差异较小,工艺调教为核心壁垒SiC衬底设备主要包括:长晶炉、切片机、研磨机、抛光机、清洗设备等。与传统传统晶硅设备具相通性、但工艺难度更高,设备+工艺合作研发是关键。长晶炉:主要由衬底制造厂商自研开发,可基本实现国产化(与传统晶硅级长晶炉有相同性,炉子结构不是非常复杂),市场没有形成商业性的独立第三方企业。因为长晶环节主要用的PVT(物理气相传输)的技术路线,温度很高,不可实施监控,难点不在设备本身,而是在工艺本身。因为基本上每家衬底厂商工艺不一样,也是各家的核心机密所在,只有衬底制造企业内部通过对“设备+工艺”合作研发效率更高。主要设备厂商包括:Wolfspeed,Aymont,Ai
9、xtron,LHT,中国电科二所,山东天岳,天科合达,中科院硅酸盐所,中国电科四十六所等。切片机:碳化硅的切割和传统硅的切割方式相似,但因为碳化硅属于硬质材料(莫氏硬度达9.5,除金刚石以外世界上第二硬的材料),切割难度非常大,切一刀可能需几百个小时,对系统设备的稳定性很高,国内设备很难满足这个要求。目前日本高鸟的切片机设备(金刚石多线切割机)占据80%以上市场份额。其他公司包括MeryerBurger、NTC、中国电科四十五所、湖南宇晶、苏州郝瑞特等。研磨、抛光、SMT设备:和传统硅机台基本类似,主要差别在于研磨盘和研磨液。国内外主要企业包括:日本不二越、韩国NTS、美国斯德堡、中电科四十五
10、所、湖南宇晶、苏州赫瑞特等。二、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临据Yole统计,2020年SiC碳化硅功率器件市场规模约7.1亿美元,预计2026年将增长至45亿美元,2020-2026年CAGR近36%。其中,新能源汽车是SiC功率器件下游最重要的应用市场,预计需求于2023年开始快速爆发。新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动。SiC功率器件主要应用于新能源车逆变器、DC/DC转换器、电机驱动器和车载充电器(OBC)等核心电控领域,以完成较Si更高效的电能转换。预计随着新能源车需求快速爆发,以及SiC衬底工艺成熟、带来产业链降本增效,产业化进程有望提速。应用端:解决电动
11、车续航痛点。据Wolfspeed测算,将纯电动汽车逆变器中的功率组件改成SiC时,可显著降低电力电子系统的体积、重量和成本,提升车辆5%-10%的续航。据英飞凌测算,SiC器件整体损耗相比Si基器件降低80%以上,导通及开关损耗减小,有助于增加电动车续航里程。成本端:单车可节省400-800美元的电池成本,与新增200美元的SiC器件成本抵消后,能够实现至少200-600美元的单车成本下降。客户端:特斯拉等车企已相继布局。Model3是行业第一家采用SiC逆变器的车型,开启了电动汽车使用SiC先河,单车总共有48个SiCMOSFET裸片,由意法半导体和英飞凌提供。其他车企包括比亚迪汉、丰田Mi
12、rai等也相继开始采用SiC逆变器。目前各大车企已在碳化硅领域纷纷布局,成本是决定SiC何时在新能源车大批量使用的关键因素。2017年,特斯拉Model3成为第一家使用SiC逆变器的车型,其逆变器总重量下降至4.8kg(较此前减少约84%),续航能力提升6%(逆变器和永磁电机组合的效率高达97%,此前为82%)。预计未来续航里程500公里以上的高端SUV车和轿车有望均应用到SiC功率器件,小型SUV和中型轿车可能在2024-2025年后开始应用一部分SiC(随着SiC衬底产能大规模释放、成本下降),低端车可能会再随这之后。三、 坚持把创新引领、改革开放、共同富裕作为动力源泉要建好创新平台、集聚
13、创新要素、激活创新主体,加固传统产业底板、锻造优势产业长板、布局未来产业新板,建设汉中区域创新高地。要更好发挥有效市场和有为政府作用,坚持深化重点领域改革,坚持四向拓展、全域开放,打造最佳营商环境。要把共同富裕作为政府工作的目标取向、价值追求,大力发展富民产业、乡村产业,着力壮大县域经济、民营经济,倾力解决城乡差距、收入差距,让天汉儿女都能通过努力过上更加美好生活。四、 精准施策稳增长持续推进“六稳”“六保”,落实好减税降费、延续普惠小微企业贷款延期还本付息等政策,适时出台过渡性举措,保持政策支持的稳定性和延续性。深化“千人帮千企”活动,定期开展政企、社企、银企对接等活动,加大政策性奖补力度,
14、增加工业发展资金及纾困资金,帮助企业纾困解难。加强运行跟踪监测,统筹调配资源,打通难点堵点,确保经济平稳较快发展。第二章 市场预测一、 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(
15、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
16、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。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
17、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(GaN)、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
18、、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
19、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。第三章 项目概况一、 项目名称及项目单位项目名称:汉中碳化硅衬底设备项目项目单位:xx(集团)有限公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx(以选址意见书为准),占地面积约15.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设
20、。三、 可行性研究范围1、项目提出的背景及建设必要性;2、市场需求预测;3、建设规模及产品方案;4、建设地点与建设条性;5、工程技术方案;6、公用工程及辅助设施方案;7、环境保护、安全防护及节能;8、企业组织机构及劳动定员;9、建设实施与工程进度安排;10、投资估算及资金筹措;11、经济评价。四、 编制依据和技术原则(一)编制依据1、本期工程的项目建议书。2、相关部门对本期工程项目建议书的批复。3、项目建设地相关产业发展规划。4、项目承办单位可行性研究报告的委托书。5、项目承办单位提供的其他有关资料。(二)技术原则为实现产业高质量发展的目标,报告确定按如下原则编制:1、认真贯彻国家和地方产业发
21、展的总体思路:资源综合利用、节约能源、提高社会效益和经济效益。2、严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、职业安全卫生、消防和节能设计规定、规范及标准。3、积极采用新工艺、新技术,在保证产品质量的同时,力求节能降耗。4、坚持可持续发展原则。五、 建设背景、规模(一)项目背景据中国汽车工业信息网,使用碳化硅MOSFET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。(二)建设规模及产品方案该项目总占地面积10000.00(折合约15
22、.00亩),预计场区规划总建筑面积17501.92。其中:生产工程12079.66,仓储工程3296.72,行政办公及生活服务设施1294.98,公共工程830.56。项目建成后,形成年产xxx套碳化硅设备的生产能力。六、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况,xx(集团)有限公司将项目工程的建设周期确定为24个月,其工作内容包括:项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。七、 环境影响项目符合国家和地方产业政策,选址布局合理,拟采取的各项环境保护措施具有经济和技术可行性。建设单位在严格执行项目环境保护“三同时制度”、认真落实相应的环境保护防治措施后,
23、项目的各类污染物均能做到达标排放或者妥善处置,对外部环境影响较小,故项目建设具有环境可行性。八、 建设投资估算(一)项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资7209.94万元,其中:建设投资5832.97万元,占项目总投资的80.90%;建设期利息151.25万元,占项目总投资的2.10%;流动资金1225.72万元,占项目总投资的17.00%。(二)建设投资构成本期项目建设投资5832.97万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用5090.64万元,工程建设其他费用630.26万元,预备费112.07万元。九、 项目
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