河南碳化硅衬底项目实施方案【模板】.docx
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1、泓域咨询/河南碳化硅衬底项目实施方案目录第一章 项目背景分析6一、 大尺寸大势所趋,衬底是SiC产业化降本的核心6二、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临7三、 加快构建充满活力的市场经济体制机制9第二章 行业、市场分析11一、 衬底为技术壁垒最高环节,价值量占比46%11二、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越12三、 竞争格局:国内外差距逐步缩小,国产替代可期13第三章 绪论16一、 项目名称及项目单位16二、 项目建设地点16三、 可行性研究范围16四、 编制依据和技术原则16五、 建设背景、规模17六、 项目建设进度18七、 环境影响19八、 建设投资估算19九
2、、 项目主要技术经济指标20主要经济指标一览表20十、 主要结论及建议22第四章 建设内容与产品方案23一、 建设规模及主要建设内容23二、 产品规划方案及生产纲领23产品规划方案一览表23第五章 建筑工程方案25一、 项目工程设计总体要求25二、 建设方案26三、 建筑工程建设指标29建筑工程投资一览表29第六章 发展规划31一、 公司发展规划31二、 保障措施32第七章 法人治理35一、 股东权利及义务35二、 董事37三、 高级管理人员41四、 监事43第八章 进度计划45一、 项目进度安排45项目实施进度计划一览表45二、 项目实施保障措施46第九章 节能说明47一、 项目节能概述47
3、二、 能源消费种类和数量分析48能耗分析一览表49三、 项目节能措施49四、 节能综合评价50第十章 劳动安全评价52一、 编制依据52二、 防范措施53三、 预期效果评价59第十一章 人力资源配置分析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第十二章 原辅材料供应、成品管理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第十三章 投资计划64一、 投资估算的依据和说明64二、 建设投资估算65建设投资估算表67三、 建设期利息67建设期利息估算表67四、 流动资金69流动资金估算表69五、 总投资70总投资及构成一览表70六、 资金筹
4、措与投资计划71项目投资计划与资金筹措一览表72第十四章 经济效益73一、 基本假设及基础参数选取73二、 经济评价财务测算73营业收入、税金及附加和增值税估算表73综合总成本费用估算表75利润及利润分配表77三、 项目盈利能力分析77项目投资现金流量表79四、 财务生存能力分析80五、 偿债能力分析81借款还本付息计划表82六、 经济评价结论82第十五章 风险分析84一、 项目风险分析84二、 项目风险对策86第十六章 总结分析89第十七章 附表91主要经济指标一览表91建设投资估算表92建设期利息估算表93固定资产投资估算表94流动资金估算表95总投资及构成一览表96项目投资计划与资金筹措
5、一览表97营业收入、税金及附加和增值税估算表98综合总成本费用估算表98固定资产折旧费估算表99无形资产和其他资产摊销估算表100利润及利润分配表101项目投资现金流量表102借款还本付息计划表103建筑工程投资一览表104项目实施进度计划一览表105主要设备购置一览表106能耗分析一览表106第一章 项目背景分析一、 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
6、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,但只有4H型(4H-SiC)等少数
7、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,较传统晶硅生长速度相比慢近百倍以上。未来需P
8、VT工艺的进一步成熟、或向其他先进工艺(如液相法)的延伸。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
9、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先河,单车总共有48个SiCMOSFET裸片,由意法半导体和英飞凌提供。
10、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),低端车可能会再随这之后。三、 加快构建充满活力的市场经济体制机制扭
11、住市场化改革这个关键,强化改革举措系统集成、协同高效,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,推动有效市场和有为政府更好结合。激发市场主体活力。统筹推进国资国企综合改革,实施国企改革三年行动计划,加快国有经济布局优化和结构调整,深化国有企业混合所有制改革,完善以管资本为主的国资监管机制,稳步扩大国有资本投资、运营公司改革试点范围,健全现代企业制度,完善公司治理,做强做优做大国有资本和国有企业。优化民营经济发展环境,构建亲清政商关系,持续开展民营经济“两个健康”百县提升行动,依法平等保护民营企业产权和企业家权益,完善促进中小微企业和个体工商户发展的政策体系,推动促进民营企业发展地
12、方立法。加快培育发展头雁企业、冠军企业和专精特新企业。完善要素市场化配置。开展高标准市场体系建设行动,全面实施市场准入负面清单制度,健全公平竞争审查机制,提高要素配置效率。加快建设城乡统一的建设用地市场,创新存量土地和低效用地盘活利用机制,推行“标准地”出让制度,探索增加混合产业用地供给。畅通劳动力和人才社会性流动渠道,完善政策体系和交流合作机制,引导劳动力要素合理畅通有序流动。深化“引金入豫”工程,做优做强地方法人金融机构,推动农村信用社持续健康发展,大力发展绿色金融、普惠金融,提高直接融资比重,增强金融服务实体经济能力。支持郑州商品交易所创新发展。发展科技成果、专利等资产评估服务,加快培育
13、数据要素市场,促进技术、数据要素有序流动和价格合理形成。健全要素市场运行机制,拓展公共资源交易平台功能。第二章 行业、市场分析一、 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、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
14、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)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
15、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(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
16、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,
17、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。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
18、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(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
19、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
20、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)。第三章 绪论一、 项目名称及项目单位项目名称:河南碳化硅衬底项目项目单位:xx投资管理公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx园区,占地面积约75.00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。三、 可行性研究范围1、确定生产规模、产品方案;2、调研产品市场;3、确定工程技术方案;4、估算项目总投资,提出资金筹措方式及来源;5、测算项目投资效益,分析项目的抗风险能力。四、 编制依据和技术原则(一)编制依据1、中国制造2025;2、“十三
21、五”国家战略性新兴产业发展规划;3、工业绿色发展规划(2016-2020年);4、促进中小企业发展规划(20162020年);5、中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要;6、关于实现产业经济高质量发展的相关政策;7、项目建设单位提供的相关技术参数;8、相关产业调研、市场分析等公开信息。(二)技术原则按照“保证生产,简化辅助”的原则进行设计,尽量减少用地、节约资金。在保证生产的前提下,综合考虑辅助、服务设施及该项目的可持续发展。采用先进可靠的工艺流程及设备和完善的现代企业管理制度,采取有效的环境保护措施,使生产中的排放物符合国家排放标准和规定,重视安全与工业卫生
22、使工程项目具有良好的经济效益和社会效益。五、 建设背景、规模(一)项目背景据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。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
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