广东碳化硅项目申请报告【模板范本】.docx
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1、泓域咨询/广东碳化硅项目申请报告广东碳化硅项目申请报告xx(集团)有限公司报告说明SiCMOSFET可简化直流充电桩AC/DC及DC/DC电路结构,减少器件数量实现充电效率提升。根据英飞凌,在DC/DC中,使用4颗1200VSiCMOSFET替代8颗650V硅基MOSFET,在同样功率下,可将原来的两相全桥LLC电路简化为单相全桥LLC电路,所用器件数量减少50%,提升电路整体效率。同样在AC/DC中,使用SiCMOSFET可将三相Vienna整流器拓扑电路简化为两相结构,器件数量减少50%实现效率提升。同时,SiCMOSFET的整体损耗也更小。综上,SiC方案能使得整体充电器体积更小、功率密
2、度更高、充电效率更高,更好的满足快充要求。根据谨慎财务估算,项目总投资7648.40万元,其中:建设投资5985.30万元,占项目总投资的78.26%;建设期利息128.44万元,占项目总投资的1.68%;流动资金1534.66万元,占项目总投资的20.07%。项目正常运营每年营业收入14400.00万元,综合总成本费用12093.68万元,净利润1681.83万元,财务内部收益率14.45%,财务净现值1038.96万元,全部投资回收期6.78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。该项目符合国家有关政策,建设有着较好的社会效益,建设单位为此做了大量工作,建议各
3、有关部门给予大力支持,使其早日建成发挥效益。本报告基于可信的公开资料,参考行业研究模型,旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。目录第一章 行业发展分析10一、 新能源汽车:800V架构下的甜蜜时刻,SiC渗透的核心驱动力10二、 衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高11三、 SiC较IGBT具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势13第二章 背景及必要性15一、 碳化硅较硅更能满足高温、高压、高频等需求,下游应用领域广泛15二、 乘碳中和之东风,2025年市场规模有望较2020年翻5倍16三、 预计2025年全球新能源汽车SiC市场规模将达到30.1亿
4、美元17四、 聚焦高水平开放 增创全面开放合作新优势18五、 建设现代化基础设施体系 提升发展支撑能力19六、 项目实施的必要性20第三章 项目投资主体概况22一、 公司基本信息22二、 公司简介22三、 公司竞争优势23四、 公司主要财务数据25公司合并资产负债表主要数据25公司合并利润表主要数据25五、 核心人员介绍26六、 经营宗旨27七、 公司发展规划27第四章 项目概述29一、 项目名称及建设性质29二、 项目承办单位29三、 项目定位及建设理由30四、 报告编制说明32五、 项目建设选址34六、 项目生产规模34七、 建筑物建设规模34八、 环境影响34九、 项目总投资及资金构成3
5、4十、 资金筹措方案35十一、 项目预期经济效益规划目标35十二、 项目建设进度规划36主要经济指标一览表36第五章 建筑技术方案说明39一、 项目工程设计总体要求39二、 建设方案39三、 建筑工程建设指标40建筑工程投资一览表41第六章 项目选址43一、 项目选址原则43二、 建设区基本情况43三、 实施创新驱动发展战略 加快建设创新强省49四、 项目选址综合评价50第七章 法人治理51一、 股东权利及义务51二、 董事55三、 高级管理人员60四、 监事62第八章 运营模式64一、 公司经营宗旨64二、 公司的目标、主要职责64三、 各部门职责及权限65四、 财务会计制度68第九章 发展
6、规划分析74一、 公司发展规划74二、 保障措施75第十章 节能可行性分析77一、 项目节能概述77二、 能源消费种类和数量分析78能耗分析一览表78三、 项目节能措施79四、 节能综合评价80第十一章 工艺技术分析82一、 企业技术研发分析82二、 项目技术工艺分析84三、 质量管理86四、 设备选型方案87主要设备购置一览表87第十二章 劳动安全生产分析89一、 编制依据89二、 防范措施92三、 预期效果评价94第十三章 人力资源分析96一、 人力资源配置96劳动定员一览表96二、 员工技能培训96第十四章 项目实施进度计划98一、 项目进度安排98项目实施进度计划一览表98二、 项目实
7、施保障措施99第十五章 投资计划方案100一、 投资估算的编制说明100二、 建设投资估算100建设投资估算表102三、 建设期利息102建设期利息估算表103四、 流动资金104流动资金估算表104五、 项目总投资105总投资及构成一览表105六、 资金筹措与投资计划106项目投资计划与资金筹措一览表107第十六章 经济收益分析108一、 基本假设及基础参数选取108二、 经济评价财务测算108营业收入、税金及附加和增值税估算表108综合总成本费用估算表110利润及利润分配表112三、 项目盈利能力分析112项目投资现金流量表114四、 财务生存能力分析115五、 偿债能力分析116借款还本
8、付息计划表117六、 经济评价结论117第十七章 项目风险防范分析119一、 项目风险分析119二、 项目风险对策121第十八章 总结说明124第十九章 补充表格126主要经济指标一览表126建设投资估算表127建设期利息估算表128固定资产投资估算表129流动资金估算表130总投资及构成一览表131项目投资计划与资金筹措一览表132营业收入、税金及附加和增值税估算表133综合总成本费用估算表133利润及利润分配表134项目投资现金流量表135借款还本付息计划表137第一章 行业发展分析一、 新能源汽车:800V架构下的甜蜜时刻,SiC渗透的核心驱动力SiC功率器件主要包括SBD、JFET、M
9、OSFET和模块,在新能源汽车相关应用场景主要为逆变器、OBC、及直流充电桩。当前碳化硅渗透仍处于早期,主要器件类型为SiC二极管,以及在高端车系应用,目前渗透率较低。未来随着:1)特斯拉、比亚迪等头部新能源车厂带来的“示范效应”,更多车企将会逐步采用SiC方案;2)碳化硅器件价格逐步下降,成本经济效益不断提升;3)800V架构时代来临,SiC在高压下较IGBT性能优势更为明显,损耗降低幅度更大。SiC在新能源车主逆变器及OBC中渗透率将快速提升。碳化硅器件在新能源汽车中应用进入快速渗透期。2018年,特斯拉Model3率先使用由意法半导体提供的SiCMOSFET,开启电动汽车使用SiC先河,
10、随后比亚迪、保时捷、丰田等汽车制造商陆续推出应用碳化硅器件新车型。其中,在2020年比亚迪汉搭载自主研发制造的SiCMOSFET控制模块,整体加速性能及续航能力均得到显著提升。2021年,碳化硅器件在新能源汽车中应用进入快速增长阶段,国内外众多车型均开始应用碳化硅器件。根据各公司公告信息,在未来几年,小鹏、捷豹、路虎、雷诺等越来越多的厂商将在其新车型中使用SiC器件,新能源汽车中应用SiC器件以提升性能、实现轻量化为大势所趋。二、 衬底:碳化硅产业链最关键环节,技术壁垒较高碳化硅衬底应用逐步成熟,主要分为导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底。据工信部发布重点新材料首批次应用示范指导目录(202
11、1年版),碳化硅衬底可分为两类,一类是具有高电阻率(电阻率105cm)的半绝缘型碳化硅衬底,经GaN外延生长可制成射频器件。半绝缘型碳化硅衬底的制备过程追求“绝对纯净”,去除晶体中的各种杂质对实现碳化硅晶体本征高电阻率十分重要。另一类为低电阻率(电阻率1530mcm)的导电型碳化硅衬底,经SiC外延生长可进一步制成SiC二极管、SiCMOSFET等功率器件。导电型碳化硅衬底以良好导电性为追求目标,在PVT法下,相较半绝缘型衬底其生产难度更低,但在生产过程中,电阻率易发生分布不均情况,仍需更好扩径及掺杂控制技术。国产碳化硅衬底质量在部分参数上比肩国际龙头,但在单晶性能一致性、成品率、成本等方面仍
12、存在不小差距。评估碳化硅衬底产品质量的核心参数主要有直径、微管密度、多型面积、电阻率范围、总厚度变化、弯曲度、翘曲度、表面粗糙度等。通过比较国产碳化硅企业与海外龙头企业的产品技术参数,可以发现在产品直径、总厚度变化、电阻率、表面粗糙度等多项指标上国产4英寸和6英寸碳化硅衬底与海外厂商产品基本相同。制备器件中微管的存在可能导致器件过高的漏电流甚至器件击穿,各厂商都在致力于未来降低微管密度,部分龙头碳化硅企业如II-VI可将4-6寸产品的微管密度稳定控制在0.1cm-2以下,国内厂商的产品微管密度基本在0.5-5cm-2,存在差距。同时,国内公司在单晶性能一致性、成品率、成本等单晶质量指标方面仍存
13、在较大差距。未来随着大尺寸产品的研发生产和中小尺寸碳化硅生产技艺的不断成熟,预计国产碳化硅产品种类不断丰富,产品质量将比肩国际龙头企业。国内外厂商大规模扩产,但国内有效产能不足致中短期仍将维持供不应求目前全球碳化硅材料行业处于加速扩产、跑马圈地的阶段,海内外厂商均加速扩产,但应避免重复建设的问题,造成产能无序扩张。本土企业持续加大衬底投入迈进扩产步伐,投资金额超240亿元、规划年产能超420万片。中国企业呈现小而散的局面,综合Yole等第三方机构数据,2020年国内碳化硅衬底龙头厂商山东天岳和天科合达在全球市场份额合计约为8%。但受电动车、光伏等下游应用驱动,我国本土企业也开始紧追国际厂商步伐
14、,积极投资扩产以实现衬底供应国产化。根据统计,截至21年底国内厂商对衬底环节的投资超过240亿元,规划产能超过420万片/年(等效6寸),对比CASA的数据,2020年底国内衬底产能仅为25.8万片/年(等效6寸)。国内目前仅山东天岳、天科合达、三安光电、世纪金光、同光晶体、中电科材料、中科钢研等具备量产能力,且以4寸衬底为主。虽然国内企业大幅扩产,但受衬底良率及质量等因素影响,实际产能或严重不足。三、 SiC较IGBT具备耐高压、低损耗和高频三大核心优势SiCMOSFET较IGBT可同时具备耐高压、低损耗和高频三大优势。1)碳化硅击穿电场强度是硅的十余倍,使得碳化硅器件耐高压特性显著高于同等
15、硅器件。2)碳化硅具有3倍于硅的禁带宽度,使得SiCMOSFET泄漏电流较硅基IGBT大幅减少,降低导电损耗。同时,SiCMOSFET属于单极器件,不存在拖尾电流,且较高的载流子迁移率减少了开关时间,开关损耗因此得以降低。根据Rohm的研究,相同规格的碳化硅MOSFET较硅基IGBT的总能量损耗可大大减低73%。3)涵盖MOSFET自身特点,较IGBT具备高频优势。此外,据Wolfspeed研究显示,相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比,其尺寸可大幅减少至原来的1/10。碳化硅助力新能源汽车实现轻量化及降低损耗,增加续航里程。1)碳化硅较硅拥有更高热导率,散热容易且极限工作温度
16、更高,可有效降低汽车系统中散热器的体积和成本。同时,SiC材料较高的载流子迁移率使其能够提供更高电流密度,在相同功率等级中,碳化硅功率模块的体积显著小于硅基模块,进一步助力新能源汽车实现轻量化。2)SiCMOSFET器件较硅基IGBT在开关损耗、导电损耗等方面具备显著优势,其在新能源汽车的应用可有效降低损耗。根据丰田官网,丰田预测SiCMOSFET的应用有助于提升电动车的续航里程约5%-10%。3)由于SiC材料具备更高的功率密度,所以同等功率下,SiC器件的体积可以缩小至1/2甚至更低;4)由于SiCMOSFET的高频特性,SiC的应用能够显著减少电容、电感等被动元件的应用,简化周边电路设计
17、。从特斯拉的方案来看,主逆变器采用SiC能显著降低损耗和提升功率密度。特斯拉Model3在主逆变器中率先采用SiC方案(搭意法半导体的SiCMOSFET模组),替代原先ModelX主逆变器方案(搭载英飞凌的IGBT单管)。对比产品参数可知,所用SiCMOSFET的反应恢复时间和开关损耗均显著降低。同时,根据SystemPlusconsulting的拆解报告,Model3主逆变器上有24个SiC模块,每个模块内含2颗SiC裸晶,共用到48颗SiCMOSFET,如果仍采用ModelX的IGBT,则需要54-60颗。该方案使得Model3主逆变器的整体结构更为简洁、整体质量和体积更轻、功率密度更高。
18、第二章 背景及必要性一、 碳化硅较硅更能满足高温、高压、高频等需求,下游应用领域广泛碳化硅属于第三代半导体材料,具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点。碳化硅为第三代半导体材料典型代表,相较于硅材料等前两代半导体材料,其禁带宽度更大,在击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面有显著优势。基于这些优良特性,碳化硅衬底在使用极限性能上优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求。因此,碳化硅材料制备的射频器件及功率器件可广泛应用于新能源汽车、光伏、5G通信等领域,是半导体材料领域中具备广阔前景的材料之一。碳化硅用于制作功率及射频器
19、件,产业链包括衬底制备、外延层生长、器件及下游应用。根据电化学性质不同,碳化硅晶体材料分为半绝缘型衬底(电阻率高于105cm)和导电型衬底(电阻率区间1530mcm)。不同于传统硅基器件,碳化硅器件不可直接制作于衬底上,需先使用化学气相沉积法在衬底表面生成所需薄膜材料,即形成外延片,再进一步制成器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片,可制成HEMT等微波射频器件,适用于高频、高温工作环境,主要应用于5G通信、卫星、雷达等领域。在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片,可进一步制成碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件,适用于高温、高压工作环境,
20、且损耗低,主要应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域。国内外厂商积极布局碳化硅,产业链日趋完善。以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底制备、外延层生长、器件及模组制造三大环节。伴随更多厂商布局碳化硅赛道,产业链加速走向成熟。目前,碳化硅行业企业形成两种商业模式,第一种覆盖完整产业链各环节,同时从事碳化硅衬底、外延、器件及模组的制作,例如Wolfspeed、Rohm;第二种则只从事产业链的单个环节或部分环节,如-仅从事衬底及外延的制备,英飞凌则只负责器件及模组的制造。当前,国内的碳化硅生产厂商大多属于第二种商业模式,聚焦产业链部分环节。二、 乘碳中和之东风,2025
21、年市场规模有望较2020年翻5倍2020年全球SiC器件市场规模达11.84亿美元,预计到2025年有望增长至59.79亿美元,对应CAGR为38.2%。根据测算,在碳中和趋势下,受益于SiC在新能源汽车、光伏、风电、工控等领域的持续渗透,SiC功率器件市场规模有望从2020年的2.92亿美元增长至2025年的38.58亿美元,对应CAGR为67.6%;5G、国防驱动GaN-on-SiC射频器件加速渗透,逐步取代硅基LDMOS,SiC射频器件市场规模有望从2020年的8.92亿美元增长至2025年的21.21亿美元,对应CAGR为18.9%。下游SiC功率及射频器件高速增长的需求也将带动SiC
22、材料市场规模快速成长,按照SiC材料在SiC器件中价值量占比50%计算(根据CASA),预计将由2020年的5.92亿美元增长至2025年的29.90亿美元,对应CAGR为38.2%。从下游领域来看,新能源汽车为SiC市场的核心驱动力。新能源汽车逐步向800V架构时代迈进,SiC相比于IGBT在耐高压、耐高温、频率、损耗、质量体积等方面优势更加明显。同时随着全球产能开出及良率提升,SiC价格下探将驱动其在新能源车中的逆变器、OBC等部件中加速渗透。根据Wolfspeed测算,2020年全球SiC器件市场规模中,新能源汽车领域占比约为22.51%,随着SiC在主逆变器和OBC中的加速渗透,预计到
23、2025年占比将提升至50.26%,为第一大驱动力。此外,基于SiC较IGBT的性能优势,随着SiC器件及模块成本的下降,预计SiC在光伏、风电等新能源发电领域渗透率也将逐步提升,预计市场规模占比到2025年提升至8.84%;工控市场规模占比到2025年提升至5.43%。三、 预计2025年全球新能源汽车SiC市场规模将达到30.1亿美元根据测算,2020年全球新能源汽车SiC器件及模块市场规模为2.7亿美元,预计到2025年达30.1亿美元,对应CAGR为62.3%;由此带来的2020年对SiC晶圆(6寸)的消耗量达13.7万片,预计到2025年将达199.6万片,对应CAGR为71.0%。
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