日照碳化硅衬底设备项目可行性研究报告【模板】.docx
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1、泓域咨询/日照碳化硅衬底设备项目可行性研究报告报告说明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
2、在更高温度下工作。根据谨慎财务估算,项目总投资24749.16万元,其中:建设投资19750.44万元,占项目总投资的79.80%;建设期利息215.45万元,占项目总投资的0.87%;流动资金4783.27万元,占项目总投资的19.33%。项目正常运营每年营业收入42700.00万元,综合总成本费用37168.43万元,净利润4019.63万元,财务内部收益率8.95%,财务净现值-3907.42万元,全部投资回收期7.46年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。经分析,本期项目符合国家产业相关政策,项目建设及投产的各项指标均表现较好,财务评价的各项指标均高于行
3、业平均水平,项目的社会效益、环境效益较好,因此,项目投资建设各项评价均可行。建议项目建设过程中控制好成本,制定好项目的详细规划及资金使用计划,加强项目建设期的建设管理及项目运营期的生产管理,特别是加强产品生产的现金流管理,确保企业现金流充足,同时保证各产业链及各工序之间的衔接,控制产品的次品率,赢得市场和打造企业良好发展的局面。本报告为模板参考范文,不作为投资建议,仅供参考。报告产业背景、市场分析、技术方案、风险评估等内容基于公开信息;项目建设方案、投资估算、经济效益分析等内容基于行业研究模型。本报告可用于学习交流或模板参考应用。目录第一章 行业发展分析9一、 竞争格局:国内外差距逐步缩小,国
4、产替代可期9二、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越10第二章 项目投资背景分析13一、 SiC衬底设备:与传统晶硅差异较小,工艺调教为核心壁垒13二、 新能源车带来百亿级市场空间,光伏逆变器应用前景可期14三、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临16四、 聚力动能转换,实施产业强市战略17第三章 项目总论20一、 项目名称及项目单位20二、 项目建设地点20三、 可行性研究范围20四、 编制依据和技术原则21五、 建设背景、规模22六、 项目建设进度23七、 环境影响23八、 建设投资估算24九、 项目主要技术经济指标24主要经济指标一览表25十、 主要结论及建议26
5、第四章 产品规划方案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27产品规划方案一览表27第五章 建筑技术分析30一、 项目工程设计总体要求30二、 建设方案31三、 建筑工程建设指标32建筑工程投资一览表32第六章 运营模式34一、 公司经营宗旨34二、 公司的目标、主要职责34三、 各部门职责及权限35四、 财务会计制度38第七章 法人治理结构45一、 股东权利及义务45二、 董事50三、 高级管理人员54四、 监事57第八章 节能分析60一、 项目节能概述60二、 能源消费种类和数量分析61能耗分析一览表61三、 项目节能措施62四、 节能综合评价63第九章 人力资源
6、配置分析64一、 人力资源配置64劳动定员一览表64二、 员工技能培训64第十章 原辅材料及成品分析66一、 项目建设期原辅材料供应情况66二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理66第十一章 进度实施计划67一、 项目进度安排67项目实施进度计划一览表67二、 项目实施保障措施68第十二章 工艺技术说明69一、 企业技术研发分析69二、 项目技术工艺分析71三、 质量管理72四、 设备选型方案73主要设备购置一览表74第十三章 项目投资分析75一、 投资估算的编制说明75二、 建设投资估算75建设投资估算表77三、 建设期利息77建设期利息估算表78四、 流动资金79流动资金估算表79五、 项
7、目总投资80总投资及构成一览表80六、 资金筹措与投资计划81项目投资计划与资金筹措一览表82第十四章 经济收益分析84一、 基本假设及基础参数选取84二、 经济评价财务测算84营业收入、税金及附加和增值税估算表84综合总成本费用估算表86利润及利润分配表88三、 项目盈利能力分析88项目投资现金流量表90四、 财务生存能力分析91五、 偿债能力分析92借款还本付息计划表93六、 经济评价结论93第十五章 项目招投标方案95一、 项目招标依据95二、 项目招标范围95三、 招标要求95四、 招标组织方式96五、 招标信息发布96第十六章 风险分析97一、 项目风险分析97二、 项目风险对策99
8、第十七章 总结说明102第十八章 补充表格104主要经济指标一览表104建设投资估算表105建设期利息估算表106固定资产投资估算表107流动资金估算表108总投资及构成一览表109项目投资计划与资金筹措一览表110营业收入、税金及附加和增值税估算表111综合总成本费用估算表111固定资产折旧费估算表112无形资产和其他资产摊销估算表113利润及利润分配表114项目投资现金流量表115借款还本付息计划表116建筑工程投资一览表117项目实施进度计划一览表118主要设备购置一览表119能耗分析一览表119第一章 行业发展分析一、 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
9、: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(W
10、OLFSPEED)、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
11、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)。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
12、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、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
13、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
14、域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。第二章 项目投资背景分析一、 SiC衬底设备:与传统晶硅差异较小,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
15、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,Aixtron,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
16、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、中电科四十五所、湖南宇晶、苏州赫瑞特等。二、 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+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。
17、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
18、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C
19、ASAResearch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。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
20、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。三、 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
21、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
22、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Mirai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
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