株洲碳化硅衬底设备项目可行性研究报告(参考模板).docx
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1、泓域咨询/株洲碳化硅衬底设备项目可行性研究报告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,碳化硅(SiC)为第三代半导体材料核心。核心用于功率+射频器
2、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19105.03万元,其中:建设投资14221.55万元,占项目总投资的74.44%;建设期利息161.46万元,占项目总投资的0.85%;流动资金4722.02万元,占项目总投资的24.72%。项目正常运营每年营业收入42400.00万元,综合总成本费用34693.38万元,净利润5628.80万元,财务内部收益率21.43%,财务净现值7933.04万元,全部投资回收期5.67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。通过分析,该项目经济效益和
3、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 市场预测8一、 竞争格局:国内外差距逐步缩小,国产替代可期8二、 SiC衬底设备:与传统晶硅差异较小,工艺调教为核心壁垒9第二章 背景及必要性11一、 受益新能源车爆发,SiC产业化黄金时代将来临11二、 衬底为技术壁垒最高环节,价值量占比46%12三、 第三代半导体之星,高压
4、、高功率应用场景下性能优越13四、 坚持制造强市,加快建设更具实力的中国动力谷15第三章 项目建设单位说明19一、 公司基本信息19二、 公司简介19三、 公司竞争优势20四、 公司主要财务数据21公司合并资产负债表主要数据21公司合并利润表主要数据21五、 核心人员介绍22六、 经营宗旨24七、 公司发展规划24第四章 项目基本情况26一、 项目概述26二、 项目提出的理由27三、 项目总投资及资金构成29四、 资金筹措方案29五、 项目预期经济效益规划目标30六、 项目建设进度规划30七、 环境影响30八、 报告编制依据和原则31九、 研究范围32十、 研究结论32十一、 主要经济指标一览
5、表33主要经济指标一览表33第五章 建设内容与产品方案35一、 建设规模及主要建设内容35二、 产品规划方案及生产纲领35产品规划方案一览表35第六章 建筑工程技术方案37一、 项目工程设计总体要求37二、 建设方案37三、 建筑工程建设指标39建筑工程投资一览表39第七章 SWOT分析41一、 优势分析(S)41二、 劣势分析(W)42三、 机会分析(O)43四、 威胁分析(T)44第八章 发展规划48一、 公司发展规划48二、 保障措施49第九章 项目进度计划52一、 项目进度安排52项目实施进度计划一览表52二、 项目实施保障措施53第十章 劳动安全生产分析54一、 编制依据54二、 防
6、范措施57三、 预期效果评价62第十一章 项目节能方案63一、 项目节能概述63二、 能源消费种类和数量分析64能耗分析一览表65三、 项目节能措施65四、 节能综合评价66第十二章 工艺技术设计及设备选型方案67一、 企业技术研发分析67二、 项目技术工艺分析69三、 质量管理70四、 设备选型方案71主要设备购置一览表72第十三章 投资估算及资金筹措74一、 投资估算的依据和说明74二、 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77四、 流动资金79流动资金估算表79五、 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
7、82第十四章 经济效益分析83一、 基本假设及基础参数选取83二、 经济评价财务测算83营业收入、税金及附加和增值税估算表83综合总成本费用估算表85利润及利润分配表87三、 项目盈利能力分析87项目投资现金流量表89四、 财务生存能力分析90五、 偿债能力分析91借款还本付息计划表92六、 经济评价结论92第十五章 风险风险及应对措施94一、 项目风险分析94二、 项目风险对策96第十六章 项目总结98第十七章 附表附件100营业收入、税金及附加和增值税估算表100综合总成本费用估算表100固定资产折旧费估算表101无形资产和其他资产摊销估算表102利润及利润分配表103项目投资现金流量表1
8、04借款还本付息计划表105建设投资估算表106建设投资估算表106建设期利息估算表107固定资产投资估算表108流动资金估算表109总投资及构成一览表110项目投资计划与资金筹措一览表111第一章 市场预测一、 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: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(DowCornin
9、g)、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
10、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、 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
11、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,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
12、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、中电科四十五所、湖南宇晶、苏州赫瑞特等。第二章 背景及必要性一、 受益新能源车爆发,SiC产
13、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:解决电动车续航痛点。据Wolfspeed测算,将纯电动汽车逆变器中的
14、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
15、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。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
16、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
17、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。三、 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
18、(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、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
19、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
20、、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。四、 坚持制造强市,加快建设更具实力的中国动力谷围绕产业基础高级化、产业链现代化,着力发展实体经济,大力实施产业基础再造、产业链供应链提升、先进制造业集群建设、质量品牌提升、数字经济赋能、军民融合发展、园区提质升级等“制造强市七大工程”,加快建设制造强市、质量强市、数字株洲,在打造国家重要先进制造业高地上彰显更大担当。(一)推动制造业高质量发展按照“全产业、全市域、全生态”的系统观念,实施先进制造业集群建设工程,稳步提高制造业比重,巩固壮大实体经济根
21、基。不断丰富以“3+5+2”为重点的现代产业体系,着力优先发展轨道交通、航空航天、新能源汽车三大动力产业,大力培育发展新一代信息技术、新材料、新能源与节能环保、生物医药与大健康、新型功能玻璃五大战略性新兴产业,推动升级发展服饰、陶瓷两大传统优势产业,着力形成区域级、国家级、世界级产业集群梯度培育发展格局,提升株洲中国动力谷竞争力和影响力。实施军民融合发展工程,围绕中小航空发动机、轨道交通、新材料等不断拓展军民融合发展新领域,积极培育军民两用新兴产业,加快建设国防科技工业军民融合创新示范基地。实施质量品牌提升工程,加强标准、计量、专利、检验检测、认证认可等质量基础设施建设,加强知识产权保护,推动
22、生产工艺和技术全面升级,强化质量和标准体系建设,推动培育优势企业品牌,打造“株洲制造”品牌形象,提升中国动力谷美誉度,提高先进轨道交通、新材料、陶瓷等装备、产品的国际市场占有率。(二)提升产业链供应链现代化水平抢抓新一轮科技革命和产业变革新机遇,坚持锻长板、补短板相结合,按照自主可控、安全高效要求,分产业做好供应链战略设计和精准实测,推动全产业链优化升级,全面落实链长制、产业协会、企业联合党委“三方发力、同频共振”的工作机制,着力构建更强创新力、更高附加值、更安全可靠的产业链供应链。实施产业链供应链提升工程,充分运用“一划两图七清单”规划成果,大力建链补链延链强链,加快推进上下游协同、产业内循
23、环和区域间对接,优化区域产业链布局,持续推进老工业基地转型发展。健全与在株央企、500强企业的常态化对接协调机制,大力推动配套能力建设,提升主导产业本地配套率,提高产业链供应链稳定性和竞争力。实施产业基础再造工程,加大重要产品和关键核心技术的攻关力度,不断提升关键基础零部件(元器件)、关键基础材料、先进基础工艺、产业技术基础和基础工业软件供给能力。着力培育市场主体,做强大企业,打造一批具有生态主导力的产业链“链主”企业;培育“小巨人”,形成一批“专精特新”和制造业单项冠军企业。大力推动产教融合、产研合作,发展先进适用性技术,加快新产品产业化步伐,不断推进产业基础高级化。实施园区提质升级工程,积
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