晋中碳化硅衬底项目可行性研究报告【模板范本】.docx
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1、泓域咨询/晋中碳化硅衬底项目可行性研究报告晋中碳化硅衬底项目可行性研究报告xxx集团有限公司目录第一章 市场分析8一、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临8二、 衬底为技术壁垒最高环节,价值量占比46%9三、 新能源车带来百亿级市场空间,光伏逆变器应用前景可期10第二章 项目建设背景、必要性13一、 第三代半导体之星,高压、高功率应用场景下性能优越13二、 大尺寸大势所趋,衬底是SiC产业化降本的核心14三、 加快“五区建设”,集聚高质量发展新优势16四、 做实千亿产业基础17五、 项目实施的必要性18第三章 项目建设单位说明20一、 公司基本信息20二、 公司简介20三、 公司竞争
2、优势21四、 公司主要财务数据23公司合并资产负债表主要数据23公司合并利润表主要数据23五、 核心人员介绍24六、 经营宗旨25七、 公司发展规划26第四章 绪论28一、 项目概述28二、 项目提出的理由30三、 项目总投资及资金构成30四、 资金筹措方案31五、 项目预期经济效益规划目标31六、 项目建设进度规划31七、 环境影响31八、 报告编制依据和原则32九、 研究范围33十、 研究结论33十一、 主要经济指标一览表33主要经济指标一览表33第五章 项目选址方案36一、 项目选址原则36二、 建设区基本情况36三、 用好“三块金字招牌”,打开转型发展新局面38四、 项目选址综合评价3
3、8第六章 产品规划与建设内容40一、 建设规模及主要建设内容40二、 产品规划方案及生产纲领40产品规划方案一览表40第七章 SWOT分析说明42一、 优势分析(S)42二、 劣势分析(W)44三、 机会分析(O)44四、 威胁分析(T)46第八章 运营模式54一、 公司经营宗旨54二、 公司的目标、主要职责54三、 各部门职责及权限55四、 财务会计制度58第九章 项目环保分析64一、 环境保护综述64二、 建设期大气环境影响分析64三、 建设期水环境影响分析66四、 建设期固体废弃物环境影响分析66五、 建设期声环境影响分析67六、 环境影响综合评价68第十章 劳动安全分析69一、 编制依
4、据69二、 防范措施70三、 预期效果评价76第十一章 组织机构及人力资源配置77一、 人力资源配置77劳动定员一览表77二、 员工技能培训77第十二章 项目节能方案80一、 项目节能概述80二、 能源消费种类和数量分析81能耗分析一览表82三、 项目节能措施82四、 节能综合评价84第十三章 原辅材料及成品分析85一、 项目建设期原辅材料供应情况85二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理85第十四章 项目投资计划87一、 投资估算的依据和说明87二、 建设投资估算88建设投资估算表90三、 建设期利息90建设期利息估算表90四、 流动资金92流动资金估算表92五、 总投资93总投资及构成一览
5、表93六、 资金筹措与投资计划94项目投资计划与资金筹措一览表95第十五章 经济效益分析96一、 基本假设及基础参数选取96二、 经济评价财务测算96营业收入、税金及附加和增值税估算表96综合总成本费用估算表98利润及利润分配表100三、 项目盈利能力分析100项目投资现金流量表102四、 财务生存能力分析103五、 偿债能力分析104借款还本付息计划表105六、 经济评价结论105第十六章 项目招标、投标分析107一、 项目招标依据107二、 项目招标范围107三、 招标要求107四、 招标组织方式110五、 招标信息发布113第十七章 项目风险分析114一、 项目风险分析114二、 项目风
6、险对策116第十八章 项目综合评价119第十九章 附表附件121主要经济指标一览表121建设投资估算表122建设期利息估算表123固定资产投资估算表124流动资金估算表125总投资及构成一览表126项目投资计划与资金筹措一览表127营业收入、税金及附加和增值税估算表128综合总成本费用估算表128固定资产折旧费估算表129无形资产和其他资产摊销估算表130利润及利润分配表131项目投资现金流量表132借款还本付息计划表133建筑工程投资一览表134项目实施进度计划一览表135主要设备购置一览表136能耗分析一览表136第一章 市场分析一、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临据Yole
7、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
8、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
9、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。二、 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
10、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、SiCMOS
11、FET、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。三、 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15
12、0万辆,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,全球产能扩产有望加速。据DIGITIMESResearch数据,2021年全球电
13、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
14、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。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
15、。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。第二章 项目建设背景、必要性一、 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(I
16、nP)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、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
17、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
18、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。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
19、)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
20、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、 加快“五区建设”,集聚高质量发展新优势建设省会城市支撑区,立足“不是省会的省会”格局定位,推进太原都市区一体化
21、发展,向北、向南加快百里龙城区域、百里潇河生态产业区开发,向东建设容纳15万名师生的万亩职教港,向西布局吸纳15万人的嘉源谷国际贸易港和晋中汽车交易港等重大项目,形成“一体四翼”城市发展新格局。建设转型综改先行区,立足国家资源型经济转型综改试验区建设,以示范区晋中开发区为龙头牵引开发区改革创新发展,以一流创新生态建设培育壮大核心竞争力。坚持工业强市,实施“百千万”亿行动计划,稳住传统产业基本面,培育壮大战略性新兴产业,谋篇布局未来产业,重点培育打造8个新兴产业集群,加快发展现代服务业特别是生产性服务业,推动产业结构战略性调整,力争“十四五”末工业占GDP比重突破50%。建设国家农高示范区,立足
22、“特”“优”和有机旱作农业发展,加快晋中国家农高区(山西农谷)高质量高速度发展,示范引领全省农业农村现代化。建设文旅融合引领区,立足打造全国知名的文化旅游目的地,坚持以文塑旅、以旅彰文,围绕“五古、五新、一全域”发展思路,做优晋商文化、太行山水、都市休闲“三大品牌”,推动文化与旅游、自然风光与历史人文深度融合。建设高质生活样板区,立足创造高品质生活,提升公共服务供给水平,做好“一老一小一青壮”重点民生工作,全面实施“人人持证、技能社会”全民技能提升工程,努力让人民群众的获得感成色更足、幸福感更可持续、安全感更有保障。四、 做实千亿产业基础全面启动新兴产业、新能源、煤焦、建筑、文旅和服务业“六个
23、千亿级产业”行动计划。千亿级新兴产业要围绕“优势企业带动、重点项目牵引、集群推动发展”,对标全省14个战略性新兴产业,结合既有产业基础和发展优势,今年重点培育壮大8个新兴产业集群。新能源汽车产业集群,以吉利汽车、美锦能源为带动,支持关键零部件配套企业集聚发展,加快美锦氢燃料电池动力系统和中铁汽车列车通用集装箱、斯纳德新能源专用车等项目建设,打造全省一流新能源汽车产业基地。高端装备制造产业集群,以经纬纺机、太重榆液为带动,建成国际一流智能纺机和国内一流液压元器件示范创新链,加快联安矿用巡检机器人等项目建成投产,推动装备制造提质升级。现代食品产业集群,以北方和海玉两大功能食品园为带动,做强功能食品
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